Metòd empilement kwa orthogonal te itilize pou fè plizyè wèbsayt] ak milti-pase lazè fil CLADDING sou yon plak asye 20 mm epè Q345B ki ba kabòn, ak mòfoloji makroskopik, mikwostrikti, konpozisyon faz, microhardness ak rezistans korozyon nan kouch nan CLADDING yo te etidye. Rezilta yo montre ke kouch nan CLADDING jwenn nan pwosesis la milti-kouch ak milti-pas lazè ranpli fil gen bon fòmasyon makroskopik epi pa gen okenn domaj evidan tankou porositë ak fant; kouch nan CLADDING se sitou ki konpoze de zòn CLADDING, zòn sipèpoze, zòn ki afekte chanjman faz, zòn fizyon ak zòn ki afekte chalè; estrikti materyèl paran an se sitou ferit ak pèrlit, ak mikrostruktur kouch CLADDING se sitou ferit, widmanstatten ak martensite; akòz enfliyans nan mikrostruktur ak gwosè grenn, dite nan kouch nan CLADDING an jeneral te demisyone, ak dite an mwayèn nan kouch nan CLADDING se 320.13 HV, ki se pi wo pase sa yo ki nan materyèl la paran; nan solisyon 3.5% NaCl, koub polarizasyon kouch nan CLADDING montre yon rejyon pasivasyon, ak rezistans korozyon li yo pi bon pase sa yo ki nan materyèl la paran. Milti-kouch ak milti-pase fil lazè ranpli CLADDING pwosesis la ka satisfè kondisyon yo preparasyon nan kouch CLADDING nan jeni aktyèl.
Mo kle: Q345B asye kabòn ki ba; lazè fil CLADDING; kwa òtogonal anpile; mikrostruktur ak pwopriyete yo

Ak devlopman nan ekonomi an ak sosyete a, demann peyi mwen an pou resous maren lwil oliv ak gaz kontinye ap ogmante. Konsantre sou eksplorasyon ak devlopman resous maren se yon bezwen pratik pou devlopman endistri petwòl peyi mwen an [1-2]. Akòz anviwònman sèvis konplèks nan estrikti jeni maren yo, yo pi fasil pou domaj pase estrikti tradisyonèl yo. Se poutèt sa, antretyen chak jou nan ekipman jeni maren te vin tounen yon pwoblèm kle ki bezwen rezoud ijan [3]. Q345B asye se yon asye ki ba-alyaj segondè-fòs ak bon pwopriyete konplè ak ekselan soudabilite. Li se lajman ki itilize nan jeni maren ak konstriksyon pon [4].

Kòm yon teknoloji avanse pwoteksyon ak reparasyon kouch, CLADDING lazè bay yon pwosesis efikas tou pre-fòm fòm pou reparasyon segondè-presizyon nan pati kle ak preparasyon nan kouch ak pwopriyete materyèl avanse [5]. Pandan pwosesis la milti-kouch ak milti-pase CLADDING, zòn ki afekte chalè nan soude adjasan sipèpoze, fòme zòn ki te sibi de oswa plis sik tèmik. Mikwostrikti zòn sa yo patikilyèman konplèks [6], ak faz konpozisyon mikrostrikti, pousantaj rekristalizasyon, echèl presipite ak mòfoloji enklizyon chanje kontinyèlman pandan tout pwosesis la [7]. Se poutèt sa, pandan pwosesis la milti-kouch ak milti-pas CLADDING, gen souvan pwen fèb nan zòn nan CLADDING, ki gen tandans fè echèk pandan itilizasyon. Pou egzanp, yo souvan obsève korozyon elektwolitik ak korozyon estrès tou pre jwenti yo soude nan veso presyon pandan itilizasyon [8].

Wu et al. [9] itilize lazè CLADDING teknoloji pou prepare yon kouch Mo2NiB2 CLADDING kontinyèl ak dans sou yon substra asye. Kouch la gen gwo dite, bon rezistans mete ak rezistans korozyon, amelyore pèfòmans nan substra a, epi asire sèvis la san danje epi ki estab nan ekipman jeni maren. Li et al. [10] te itilize CLADDING fil lazè pou fè reparasyon pou pati korode nan sifas asye pur 316L epi li te jwenn yon kouch CLADDING milti-pase nan 308L Nerjaveèi asye. Kouch la se sitou konpoze de austenite ak yon ti kantite ferit, ak yon fòs rupture ak elongasyon nan 548MPa ak 40%, respektivman, ki se apeprè 86% ak 74% nan substra a.

Nan papye sa a, lazè fil CLADDING teknoloji se itilize pou prepare Q345B lazè CLADDING kouch pa kwa òtogonal anpile. Mòfoloji makwoskopik, mikwostrikti, konpozisyon faz, mikwo dite ak rezistans korozyon nan kouch milti-pase CLADDING yo etidye, ki bay yon baz pou reparasyon sou plas nan estrikti jeni maren.

1 Lazè fil fè CLADDING eksperyans

1.1 Materyèl eksperimantal

Materyèl substra eksperimantal la se Q345B kabòn asye, ak materyèl la CLADDING fil se AFEW6-86 fil asye alyaj ak yon dyamèt 1.2 mm. Konpozisyon chimik de yo montre nan Tablo 1.

1.2 Multi-kouch ak milti-pas lazè fil CLADDING pwosesis
Nan aplikasyon jeni aktyèl, materyo a pral afekte pa fòs nan diferan direksyon pandan operasyon, kidonk enfliyans nan anisotropi bezwen konsidere. Yo nan lòd yo diminye enfliyans nan anisotropi, se chemen an nan kouch nan CLADDING te planifye, direksyon an aditif nan soude yo nan menm kouch la se ki konsistan, direksyon yo nan soude yo nan kouch anpile adjasan yo pèpandikilè youn ak lòt, ak kouch yo se òtogonal. Chemen anpile kwa-ortogonal li yo montre nan Figi 1.

Pandan eksperyans nan CLADDING, gaz la pwoteksyon se pi bon kalite gaz Agon ak yon pite gaz nan 99.99%. Premyèman, yo te pote yon eksperyans orthogonal lè l sèvi avèk yon sèl-kouch sèl-pase CLADDING metòd eksplore paramèt pwosesis optimal pou CLADDING sèl-pas; Lè sa a, yon metòd milti-kouch sèl-pase anpile te itilize pou etidye enfliyans nan wotè a leve ant kouch sou bon jan kalite a fòme soude, epi yo te jwenn yon milti-kouch sèl-pas soude ak yon kouch CLADDING dwat ak bon efè fòme. Sou baz pi wo a, yo te etidye enfliyans diferan pousantaj sipèpoze sou bon jan kalite a fòme nan kouch nan CLADDING, epi li te jwenn ke lè pousantaj la sipèpoze te 40%, wotè ki genyen ant chak pas nan kouch nan CLADDING te relativman inifòm, fòmasyon sifas la te relativman plat, ak lyezon métallurgique ant chak pas te pi fò. Wotè a leve ant kouch eksperimantal yo se 0.8 mm pou chak nan de premye kouch yo ak 0.7 mm pou chak nan kouch ki vin apre yo. Paramèt eksperimantal espesifik yo montre nan Tablo 2.

1.3 Analiz ak tès metòd kouch CLADDING
Koupe fil yo te itilize pou koupe echantiyon metalografi ki soti nan kouch milti-kouch ak milti-pase ki prepare. Te sifas echantiyon an tè apre yo fin entegre ak résine epoksidik nan tanperati chanm. Yo te itilize papye sable ki gen diferan brutality pou poli jiskaske pa gen okenn reyur ki rete. Lè sa a, echantiyon an te poli ak yon machin polisaj pou jwenn yon seksyon transvèsal echantiyon metalografik ak yon efè glas. Echantiyon an te korode ak 4% solisyon alkòl asid nitrique pou etch soti koòdone nan kouch CLADDING vizib, rense ak alkòl ak kònen sèk, epi yo te obsève mikwostrikti echantiyon an ak yon mikwoskòp metalografik; konpozisyon an faz ak evolisyon nan kouch nan CLADDING yo te tcheke ak analize nan seri a nan 30 ° ~ 100 ° lè l sèvi avèk teknoloji diffraction X-ray; analiz eleman chimik nan kouch nan CLADDING te fèt lè l sèvi avèk yon espektwomèt enèji; microhardness la nan diferan zòn nan seksyon an kouch CLADDING te teste lè l sèvi avèk yon tèsteur dite HVS-1000Z Vickers; koub polarizasyon yo ak spectre enpedans kouch CLADDING la ak materyèl paran yo te teste nan yon solisyon NaCl 3.5% lè l sèvi avèk yon estasyon elektwochimik VersaSTAT 3F ak yon elektwòd kalomel satire kòm elektwòd referans ak yon elektwòd platinum kòm elektwòd oksilyè, ak rezistans korozyon yo. te konpare ak analize.

2 Rezilta eksperimantal ak analiz
2.1 Analiz makromorfoloji nan kouch CLADDING
Kouch CLADDING lazè plen fil te prepare pa yon eksperyans anpile kwa-orthogonal nan 29 (longè) × 15 (lajè) × 12 kouch (wotè). Kouch nan CLADDING gen yon bon efè fòme, yon sifas ki lis, pa gen okenn domaj macro tankou fant ak unfused, ak evidan wotè vètikal. Mòfoloji makroskopik kouch CLADDING la montre nan Figi 2. Pandan eksperyans CLADDING fil lazè milti-kouch milti-pas, pwosesis CLADDING nan kouch lèt la pral pwodwi yon reyaksyon remelting sou kouch CLADDING anvan an, sa ki lakòz yon koule anba nan kwen nan kouch nan CLADDING. An menm tan an, pandan pwosesis la CLADDING, akòz yon reta sèten nan kòmansman an ak fen enstriksyon nan pwodiksyon an limyè lazè, wotè nan kwen nan kouch nan CLADDING pral yon ti kras pi ba pase pati nan mitan.

Figi 3 montre mòfoloji kwa-seksyonèl nan kouch lazè milti-kouch lazè CLADDING. Pa gen okenn domaj tankou porositë, fant ak enklizyon yo te jwenn. Yon kosyon métallurgique dans te fòme ant metal la CLADDING ak materyèl la baz. Te gen evidan wotè vètikal, ak epesè nan kouch nan CLADDING te 11.5 mm.

2.2 Mikwostrikti analiz kouch CLADDING
Refwadisman pisin nan soude se yon pwosesis chanjman faz, ak mikrostruktur nan chanjman faz la depann de konpozisyon chimik la ak kondisyon refwadisman nan metal la soude [11]. Yo te obsève mikwostrikti chak zòn nan kouch nan CLADDING lè l sèvi avèk yon mikwoskòp metalografik, jan yo montre nan Figi 4. Kouch CLADDING la gen ladan zòn CLADDING (zòn CLADDING, CZ), zòn nan kouvri (zòn ovelapped, OZ), faz la. Zòn tranzisyon ki afekte yo (zon ki afekte faz tranzisyon, PAZ), zòn fizyon an (zòn fizyon, FZ), zòn ki afekte chalè (zòn ki afekte chalè, HAZ) ak metal debaz (metal debaz, BM) [12]. Mikwostrikti metal debaz la sitou konpoze de ferit ak yon ti kantite pèrlit. Eleman prensipal la Mn ajoute nan Q345B asye pa sèlman gen yon efè ranfòsman enpòtan sou ferit, men tou, diminye tanperati tranzisyon severite-frajilite a, ogmante kantite pèrlit, ak amelyore fòs pearlite.

Figi 4 (a) montre mikwostrikti nan zòn nan CLADDING andedan kouch nan CLADDING, ki konpoze de lath ak zegwi ki gen fòm ferit, widmanstatten ak yon ti kantite lath martensite. Akòz diferan kouch yo, chak kouch CLADDING pral pwodwi yon efè tanperaman sou kouch anvan an, sa ki lakòz rafineman grenn inifòm ak fwontyè grenn klè; Figi 4 (b) ak (b-1) montre mikrostruktur nan zòn fizyon an, ki konpoze de ferit ak widmanstatten ak distribisyon grenn inegal; Figi 4 (d) montre mikrostruktur zòn sipèpoze de soude andedan kouch CLADDING la. Zòn ki klere nan figi a se liy fizyon an ant de soude yo. Pandan pwosesis refwadisman an, pisin nan fonn ap fòme ferit kolòn nan direksyon dissipation chalè a. Se poutèt sa, zòn sa a se sitou konpoze de ferit kolòn ak yon ti kantite pèrlit, jan yo montre nan Figi 4 (d-1). Akòz aksyon an doub tèmik, zòn nan sipèpoze gen rafineman grenn inifòm; Figi Figi 4 (d-2) se zòn ki afekte nan transfòmasyon faz, ki se sitou ki konpoze de ferit ak Widmanstatten. Akòz enfliyans nan chalè transfòmasyon faz, gwosè grenn nan zòn sa a se yon ti kras pi gwo pase sa yo ki nan zòn nan sipèpoze; Figi 4 (e-1) se mikrostruktur zòn ki afekte chalè a. Pandan pwosesis la soude, zòn nan CLADDING pi ba sibi tanperaman, ki fè estrikti nan zòn sa a rafine ak inifòm distribisyon grenn jaden an. Li se sitou ki konpoze de ferit amann-grenn ak yon ti kantite pèrlit. Ferit amann se yon pwodwi transfòmasyon ant ferit ak bainit. Li se yon mikrostruktur benefisye nan pwosesis metalijik soude [11].

Figi 5 se mikrostrikti dènye kouch CLADDING la. Kouch sa a pa sibi chofaj segondè lazè. Konpare ak lòt kouch, li ka kenbe mòfoloji estrikti orijinal la. Gwosè grenn li yo se inifòm ak estrikti a se dans. Li se sitou konpoze de ferit, Widmanstatten ak martensite lath.

2.3 XRD ak EDS analiz de kouch CLADDING
Yo nan lòd yo analize konpozisyon an faz nan kouch lazè CLADDING, yo te koupe yon echantiyon ki gen yon gwosè 10 mm × 10 mm × 8 mm pa koupe fil, ak analiz tès diffraction X-ray te fèt apre fanm k'ap pile ak polisaj. Figi 6 montre spectre XRD nan kouch milti-pas lazè CLADDING ak materyèl paran yo. Konbine rezilta mikwostrikti ak XRD spectre, li ka wè ke kouch nan CLADDING se sitou ki konpoze de yon gwo kantite ferit, yon pati nan martensite ak widmanstattenite, epi pa gen okenn lòt faz danjere parèt. Depi kolòn ferit yo pral fòme nan pwosesis la refwadisman nan lazè CLADDING pisin fonn, kouch nan CLADDING gen yon gwo kantite ferit. Lè opinyon chalè lazè a gwo pandan pwosesis la soude, mikwostrikti kouch nan CLADDING ap grosye nan yon sèten limit, ak gwosè grenn lan ap ogmante. Nan moman sa a, estrikti a ap parèt sichofe widmanstattenite ak lath martensite, ak de estrikti yo dekale.

Konpozisyon chimik la te analize pa optik pwen nan diferan pozisyon nan seksyon transvèsal echantiyon an. Pozisyon optik pwen yo montre nan Figi 7, ak rezilta analiz EDS yo nan diferan zòn yo montre nan tablo 3. Akòz kontni an wo nan eleman Cr ak Ni nan fil la soude, kontni an Cr ak Ni nan kouch nan CLADDING se siyifikativman. pi wo pase sa yo ki nan materyèl la paran, fè rezistans nan korozyon nan kouch nan CLADDING pi bon pase sa yo ki nan materyèl la paran.

2.4 analiz Microhardness nan kouch CLADDING
Yo te mezire mikro dite echantiyon an. Pandan tès la, chaj la te 1000 g, tan an kenbe te 10 s, chemen an mezi te nan direksyon ki soti nan materyèl la paran nan zòn nan CLADDING, ak entèval ki genyen ant de pwen echantiyon adjasan te 1 mm. Distribisyon microhardness soti nan materyèl paran an nan zòn CLADDING yo montre nan Figi 8. Microhardness mwayèn materyèl paran an se 172.02 HV, ak microhardness mwayèn kouch CLADDING la se 320.13 HV. Mikrostrikti dènye kouch CLADDING la gen yon gwo kantite ferit, widmanstattenite ak yon ti kantite martensite lath ak pearlite. Valè dite nan zòn mikrostruktur sa a se pi wo a, ki se 325.92HV. Dite an mwayèn nan kouch nan CLADDING se pi wo pase sa yo ki nan materyèl la paran, satisfè kondisyon ki nan fòs reparasyon. Jan yo montre nan Figi 8, dite nan zòn nan CLADDING jeneralman distribye nan yon fason ki sanble ak etap. Sa a se paske nan pwosesis la nan milti-kouch ak milti-pase fil lazè ranpli, chak kouch CLADDING pral gen yon efè tanperaman pòs-chofaj sou kouch anvan an pandan pwosesis fòmasyon an, ak yon efè prechofaj sou kouch kap vini an. Dènye kouch CLADDING la gen yon efè prechofaj san tanperaman apre chofaj, ki ankouraje rafineman grenn inifòm ak siyifikativman amelyore dite.

2.5 Analiz de rezistans korozyon nan kouch CLADDING
Pifò korozyon metal yo te pote soti nan fòm lan nan korozyon elektwochimik, ak pwosesis la korozyon akonpaye pa jenerasyon aktyèl la, jis tankou yon batri prensipal [13-14]. Yo nan lòd yo teste pèfòmans nan korozyon elektwochimik nan kouch nan milti-kouch ak milti-pase kouch CLADDING, yo te mete echantiyon an nan yon solisyon 3.5% NaCl teste koub polarizasyon Tafel li yo ak spectre enpedans.

Koub polarizasyon kouch CLADDING la ak materyèl debaz yo montre nan Figi 9. Li ka wè ke koub polarization kouch CLADDING la gen yon rejyon pasivasyon, ki endike ke yon fim oksid dans fòme sou sifas kouch CLADDING la pandan pwosesis korozyon an. Eleman yo tankou Cr, Ni, ak Si nan fim nan oksid amelyore estabilite nan pasivasyon, anpeche difizyon nan iyon, ak amelyore rezistans nan korozyon. Potansyèl kowozyon nan tèt Ecorr la ak dansite aktyèl kowozyon pwòp tèt ou Icorr nan kouch nan CLADDING ak materyèl la baz yo jwenn nan Fitting done, jan yo montre nan Tablo 4. Potansyèl kowozyon nan tèt Ecorr nan yon metal nan yon solisyon elektwolit reflete sansiblite li nan korozyon epi li se yon endikatè nan rezistans materyèl la nan korozyon elektwochimik. Pi piti potansyèl korozyon pwòp tèt ou a, se pi fasil pou metal la pèdi elektwon ak pi fèb rezistans korozyon li yo; Plis pi gwo potansyèl korozyon pwòp tèt ou a, se pi difisil pou metal la pèdi elektwon ak pi fò rezistans korozyon li yo [14]. Kòm ka wè nan tablo 4, potansyèl la pwòp tèt ou-korozyon nan kouch nan CLADDING se pi wo pase sa yo ki nan materyèl la baz, ki endike ke kouch nan CLADDING gen gwo rezistans korozyon. Dansite aktyèl la pwòp tèt ou-korozyon Icorr se pwopòsyonèl to a korozyon. Pi gwo aktyèl korozyon an, pi vit pousantaj korozyon nan materyèl la ak vin pi mal rezistans korozyon an. Kòm yo ka wè nan done ki nan Tablo 4, aktyèl la pwòp tèt ou-korozyon nan materyèl la baz se pi wo pase sa yo ki nan kouch nan CLADDING, ki endike ke rezistans nan korozyon nan materyèl la baz se pòv. Se poutèt sa, lè w konpare gwosè a nan potansyèl la pwòp tèt ou-korozyon ak aktyèl la pwòp tèt ou-korozyon, li ka konkli ke rezistans nan korozyon nan kouch nan CLADDING se pi bon pase sa yo ki nan materyèl la baz.

Kouch CLADDING la ak materyèl debaz la te teste pa espektroskopi enpedans (EIS), ak enpedans spectre Nyquist nan de echantiyon yo montre nan Figi 10. Z 'ak Z" se pati reyèl ak imajinè nan enpedans mezire Z, respektivman. . Tou de kouch nan CLADDING ak materyèl la baz prezante yon sèl karakteristik arc kapasitif. Pi gwo reyon arc kapasitif la, se pi gwo enpedans total echantiyon an ak pi fò rezistans korozyon an. Jan yo montre nan Figi 10, reyon arc kapasitif nan kouch nan CLADDING se siyifikativman pi gwo pase sa yo ki nan materyèl la baz. Se poutèt sa, rezistans nan polarizasyon nan kouch nan CLADDING se pi gwo, ki endike ke to a korozyon nan kouch nan CLADDING se pi ba ak rezistans nan korozyon se pi fò, ki se ki konsistan avèk rezilta yo nan koub la polarizasyon potansyèl dinamik.

An rezime, rezistans korozyon nan kouch nan CLADDING se pi bon pase sa yo ki nan materyèl la baz. Premyèman, materyèl la CLADDING sèvi ak AFEW6-86 fil soude, ki gen pi wo kontni Cr ak Ni pase materyèl la baz, se konsa ke kouch nan CLADDING gen pi wo rezistans oksidasyon ak rezistans korozyon. Nan yon anviwònman korozivite, lè Cr reyaji ak eleman O, yo pral fòme yon kouch fim oksid ki reziste korozivite sou sifas la, ki pral separe sifas metal la soti nan mwayen korozif la, diminye pwosesis disolisyon anod la, epi redwi yap divòse. pousantaj nan metal la CLADDING, konsa amelyore rezistans nan korozyon nan kouch nan CLADDING. Rezistans korozyon amelyore [15-16]. Dezyèm rezon an se ke distribisyon an gwosè grenn nan kouch nan CLADDING se pi inifòm akòz ogmantasyon nan opinyon chalè.

3 Konklizyon
(1) Kouch CLADDING la jwenn pa milti-kouch ak milti-pase pwosesis soude fil lazè gen bon fòmasyon makroskopik, pa gen okenn domaj evidan tankou porositë ak fant, ak yon bon kosyon métallurgique fòme ant kouch nan CLADDING ak materyèl la paran. Gen yon siyifikatif vètikal pil-up, ak epesè nan kouch nan CLADDING se 11.5mm.
(2) Kouch CLADDING la se sitou ki konpoze de ferit, widmanstatten ak lath martensite. Kontni Cr ak Ni nan kouch CLADDING la pi wo pase sa ki nan materyèl paran an. Eleman Cr ak Ni amelyore estabilite fim nan pasivasyon, anpeche difizyon nan iyon, ak amelyore rezistans nan oksidasyon ak rezistans korozyon nan kouch nan CLADDING. Anplis de sa, akòz ogmantasyon nan opinyon chalè, distribisyon an gwosè grenn nan kouch nan CLADDING se pi inifòm, kidonk rezistans nan korozyon nan kouch nan CLADDING se pi bon pase sa yo ki nan materyèl la paran.
(3) Dite an mwayèn nan materyèl paran an se 172.02HV, ak dite an mwayèn nan kouch nan CLADDING se 320.13HV, dite nan kouch nan CLADDING se pi wo pase sa yo ki nan materyèl la paran. Akòz enfliyans nan mikrostruktur ak gwosè grenn, dite nan zòn nan CLADDING montre yon tandans distribisyon etap-tankou kòm yon antye.