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中文摘要: 针对煤矿液压支架和海洋平台立柱的表面防护与修复的工程需求， 采用 FeCrNiMo 马氏体不锈钢粉末在
27SiMn 结构钢基体表面进行激光熔覆， 以改善基体表面的耐磨、 耐蚀综合性能。 本文旨在研究激光能量密度对
FeCrNiMo 熔覆层的截面特征及其开裂倾向的影响， 采用热力耦合有限元模拟方法， 基于双椭圆平面热源模型，
计算分析了 FeCrNiMo 不锈钢粉在 27SiMn 钢基板表面的激光熔覆过程中， 在不同的激光输入能量密度条件下，
熔覆层的温度场和应力场的演变过程。 并采用相同工艺参数进行激光熔覆实验， 通过稀释率（熔覆层横截面中，
母材熔化的面积与整个熔覆层横截面积的百分比） 和熔宽情况的对比， 以验证模拟结果的可靠性。 进而研究激光
能量密度对熔覆层稀释率、 熔宽及其开裂倾向的影响规律。 熔覆层的稀释率、 熔宽均随输入能量密度的增加而增
大， 当输入功率达到 3000W， 熔覆速度 6mm/s 时可获得较理想的稀释率和熔宽。 而熔覆层边缘的应力随输入能
量密度的增加而增大， 其开裂倾向增大； 而熔覆层中心线附近的应力随功率增大而有所降低。 在激光熔覆过程中
提高输入能量虽有利于增大熔宽， 提高熔覆效率， 但是同时增加了熔覆层的稀释率及其边缘开裂倾向。
中文关键词: 激光熔覆 FeCrNiMo 不锈钢 有限元法 双椭圆热源 热力耦合计算
Abstract:Aiming at the engineering requirements for surface protection and repair of the hydraulic supports
in the coal mining industry and offshore platform columns, the laser cladding process of FeCrNiMo martensitic
stainless steel powder on the surface of 27SiMn structural steel was adopted to improve the comprehensive wear
and corrosion resistance properties of the substrate surface. This article aims to study the effect of laser energy
density on the cross-sectional characteristics and cracking tendency of the FeCrNiMo cladding layer. This paper
studied the laser cladding process of FeCrNiMo martensitic stainless steel feedstock on the substrate of 27SiMn
keywords: Laser cladding FeCrNiMo stainless steel Finite element method Double ellipse heat source Thermo-mechanical coupled calculation
文章编号： 中图分类号：TG174.4 文献标志码：
基金项目:
引用文本：
郭星晔,黄杰,周正,杜开平,王国红,贺定勇,于月光.基于双椭圆平面热源模型的FeCrNiMo 激光熔覆热力耦合数值分析[J].热喷涂技术,2020,12(4):12-21.
Xingye Guo,Jie Huang,heng Zhou,Kaiping Du,Guohong Wang,Dingyong He,Yueguang Yu.Thermo-mechanical Coupled Numerical Analysis of FeCrNiMo StainlessSteel Laser Cladding Based on Double Ellipse Heat Source[J].Thermal Spray Technology,2020,12(4):12-21.
郭星晔,黄杰,周正,杜开平,王国红,贺定勇,于月光.基于双椭圆平面热源模型的FeCrNiMo 激光熔覆热力耦合数值分析[J].热喷涂技术,2020,12(4):12-21.
Xingye Guo,Jie Huang,heng Zhou,Kaiping Du,Guohong Wang,Dingyong He,Yueguang Yu.Thermo-mechanical Coupled Numerical Analysis of FeCrNiMo StainlessSteel Laser Cladding Based on Double Ellipse Heat Source[J].Thermal Spray Technology,2020,12(4):12-21.