高輝，周燦豐，胡曉慧，李文龍

(北京石油化工學(xué)院,北京市高等學(xué)校能源工程先進(jìn)連接技術(shù)研究中心,北京,100926)

0 序言

《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)遵循“減量化、再利用、資源化”原則，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供資源保障.表面修復(fù)技術(shù)概念于20 世紀(jì)80 年代提出以后，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和日常生活產(chǎn)生了巨大的影響.目前常見的表面修復(fù)技術(shù)有激光熔覆、等離子熔覆與TIG 熔覆[1-3]，激光熔覆設(shè)備昂貴且熔深較深，等離子熔覆熔寬較大、操作環(huán)境要求較高，TIG 熔覆具備的熔寬大、熔深淺、電弧燃燒穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)非常適用于表面修復(fù).激光熔覆、等離子熔覆、焊條熔覆與TIG 熔覆的對(duì)比研究表明，TIG 熔覆仍然是具有發(fā)展前景的經(jīng)濟(jì)高效熔覆修復(fù)術(shù)[4-7].

目前TIG 熔覆常見的填料方式主要為送粉與送絲，而送粉又分為傳統(tǒng)的預(yù)置粉末法、旁軸送粉法以及同軸送粉法.Prasad 等人[8]通過在預(yù)先放置的NiTi 粉末層上使用TIG 電弧在Ti-6Al-4V 合金上制備了大面積的NiTi 涂層.

同軸送粉方法克服了載粉氣對(duì)電弧保護(hù)氣的影響，廣泛應(yīng)用于激光熔覆和等離子熔覆.然而從目前的相關(guān)研究資料來看，針對(duì)同軸送粉TIG 熔覆焊接工藝的研究相對(duì)較少.徐國(guó)健等人[9]研究了將送絲與送粉技術(shù)相結(jié)合的TIG焊接裝置，焊絲從焊槍頂部通過半裂式空心鎢極送至電弧-熔池區(qū)域，粉末從四路送粉噴嘴同軸送往待焊接區(qū)域；Huang 等人[10]提出了一種使用雙層保護(hù)氣的新型粉末熔池耦合活性 TIG焊方法，內(nèi)層氣體為保護(hù)氣，外層氣體為載粉氣，其方法結(jié)構(gòu)類似于同軸送粉 TIG焊；Alcindo 等人[11]將粉末熔融與TIG 結(jié)合，采用兩種粉末粒度、三種焊接速度和三種焊接電流，在 AISI 1 020 板的母材基底上制造了AISI H13熔覆層，并且將層數(shù)由 1 層擴(kuò)展到了 10層，因而有望發(fā)展成為新的增材制造方法.

在表面改性中，導(dǎo)入SiC 粉末等材料的主要目的是提高母材的耐蝕性與耐磨性.Jyotsna 等人[12]采用激光熔覆在AISI 316L 不銹鋼基材中摻雜5%SiC 和20%SiC，熔覆層顯微硬度由基材的150 VHN增加到5%SiC的340VHN 和20%SiC的800VHN.Ding 等人[13]在U71 Mn 鋼軌上進(jìn)行了不同激光功率、掃描速度、掃描方式和層數(shù)的316L 不銹鋼粉末單道次和多道次激光熔覆試驗(yàn)，以此優(yōu)化工藝參數(shù)，提高熔覆層的耐磨性；Ji 等人[14]采用激光熔覆技術(shù)，在316L 不銹鋼基體上用非晶粉末制備了多層鐵基合金涂層，與316L 不銹鋼相比，多層鐵基涂層具有良好的抗腐蝕磨損性能；Riquelme 等人[15-18]使用具有不同百分比的316 L 不銹鋼粉末和SiC 顆粒的混合物，通過直接激光沉積增材制造了耐磨性高度增強(qiáng)的316 L/SiC 金屬基復(fù)合材料，并且確定了激光功率、掃描速度和層高度的最佳值.

文中設(shè)計(jì)制造環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆焊槍，搭建了TIG 熔覆試驗(yàn)裝置，以熔覆層硬度作為響應(yīng)值，采用優(yōu)化的工藝參數(shù)在316L 不銹鋼表面進(jìn)行環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆，獲得了單層單道熔覆層、單層多道熔覆層.對(duì)熔覆層進(jìn)行了顯微硬度測(cè)量、微觀組織及元素成分分析、宏觀電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)、微區(qū)電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)以及耐磨性能測(cè)試，并與母材進(jìn)行了比對(duì)，分析了環(huán)狀同軸送粉TIG 導(dǎo)入的SiC 粉末對(duì)熔覆層耐蝕性與耐磨性的作用.

1 試驗(yàn)方法

將自主設(shè)計(jì)制造的環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆焊槍安裝在焊接機(jī)床上，進(jìn)行316L 不銹鋼摻雜SiC環(huán)狀同軸送粉TIG 表面熔覆.對(duì)熔覆層進(jìn)行顯微硬度測(cè)量、微觀組織及元素成分分析、宏觀電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)、微區(qū)電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)以及耐磨性能測(cè)試，并與母材進(jìn)行比對(duì).

管狀同軸送粉TIG 熔覆層存在熄弧位置凹坑，焊縫不夠平直，以及焊縫熔寬不一致等問題，而環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆層不存在這些問題，此外環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆效率更高.環(huán)狀同軸送粉TIG熔覆焊槍關(guān)鍵結(jié)構(gòu)如圖1 所示，送粉結(jié)構(gòu)示意圖如圖1(a)所示，其中送粉內(nèi)環(huán)上部螺柱用于與TIG焊槍本體連接、下部螺紋與外環(huán)(圖1(b))的內(nèi)螺紋連接，形成送粉結(jié)構(gòu)(圖1(c))，內(nèi)環(huán)、外環(huán)直徑不同，二者之間形成一條環(huán)形窄縫(圖1(d))，構(gòu)成粉末輸送通道.送粉內(nèi)環(huán)設(shè)置多個(gè)對(duì)稱小孔，氬氣均勻噴出，為熔覆過程提供穩(wěn)定的粉末供應(yīng)與熔池保護(hù)氣體供應(yīng).裝配之后的環(huán)狀同軸送粉TIG焊槍實(shí)物如圖2 所示，為保證良好的送粉效果，鎢極伸出長(zhǎng)度設(shè)置為7 mm，焊槍在焊接機(jī)床上安裝之后，鎢極尖端距母材316L 不銹鋼板表面距離為8 mm，對(duì)應(yīng)的電弧電壓約為15 V.

圖1 環(huán)狀同軸送粉結(jié)構(gòu)Fig.1 Powder feeding structure.(a) structure diagram;(b) outer structure;(c) powder delivery structure;(d) annular gap

圖2 TIG 熔覆焊槍Fig.2 The cladding gun

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆試驗(yàn)裝置示意圖如圖3 所示，主要由焊接電源、送粉器、焊接保護(hù)氣瓶、送粉氣瓶、母材、焊接機(jī)床，以及安裝在焊接機(jī)床上的同軸送粉TIG 熔覆焊槍組成.用于TIG 熔覆的時(shí)代逆變WSM-400焊接電源采用直流正接方式，正極與母材316L 鋼板連接，負(fù)極與焊槍導(dǎo)電銅塊連接.保護(hù)氣體、送粉氣體均使用純度99.99%的高純氬氣，其中粉末速度通過送粉氣體流量以及送粉器轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制.焊接機(jī)床采用可編程PLC 控制，對(duì)母材316L 鋼板進(jìn)行熔覆，形成平直熔覆層.

圖3 TIG 熔覆裝置示意圖Fig.3 TIG cladding device schematic diagram

母材316L 不銹鋼板厚度為10 mm，長(zhǎng)度和寬度分別為250 mm 和150 mm，可以在寬度方向進(jìn)行多次熔敷.采用以316L 粉末為主體、摻雜少量SiC 粉末的復(fù)合粉末作為熔覆材料，316L 粉末微觀結(jié)構(gòu)如圖4 所示，粉末為球形，粒徑為5～ 10 μm，輸送流動(dòng)性好.SiC 粉末微觀結(jié)構(gòu)如圖5 所示，粉末為不規(guī)則形狀，粒徑為13～ 25 μm，流動(dòng)性差.使用前先將SiC 粉末烘干，然后按照98%的316L 粉末與2%的SiC 粉末均勻混合.

圖4 316L 粉末微觀結(jié)構(gòu)Fig.4 Microscopic morphology of 316L powder

圖5 SiC 粉末微觀結(jié)構(gòu)Fig.5 Microscopic morphology of SiC powder

TIG 熔覆的主要工藝參數(shù)是焊接熱輸入、送粉量和SiC 含量.焊接熱輸入是單位長(zhǎng)度熔覆層接受的電弧能量，單位是kJ/cm，在數(shù)值上等于電弧電壓與焊接電流的乘積與焊接速度的比值；送粉量是單位長(zhǎng)度熔覆層接受的粉末質(zhì)量，單位是g/cm，在數(shù)值上等于單位時(shí)間送粉量與焊接速度的比值；SiC 含量是復(fù)合粉末中SiC的質(zhì)量百分比.環(huán)狀同軸送粉TIG 表面熔覆工藝試驗(yàn)表明，當(dāng)焊接保護(hù)氣體流量為15 L/min、送粉氣體流量為2 L/min時(shí)，采用的優(yōu)化熔覆參數(shù)為焊接熱輸入10.8 kJ/cm、送粉量8 g/mm 和SiC 含量2%，該TIG 熔覆過程穩(wěn)定，獲得的熔覆層外觀優(yōu)良，而且微觀硬度較高.采用優(yōu)化熔覆參數(shù)，在316L 不銹鋼表面進(jìn)行熔覆，獲得的單層單道熔覆層、單層多道熔覆層分別如圖6 和圖7 所示.

圖6 單層單道熔覆層Fig.6 Single-layer single-pass cladding layer

圖7 單層多道熔覆層Fig.7 Single-layer multi-passes cladding layer

試樣從TIG焊縫的中心沿著表面向兩側(cè)各延伸10 mm，試樣的寬度在焊縫的頂部為15 mm，在底部也為15 mm，共選取了焊接區(qū)域8 個(gè)不同深度的位置作為取樣點(diǎn)，按照?qǐng)D8 所示的測(cè)試區(qū)域進(jìn)行熔覆層、母材的顯微硬度測(cè)量、微觀組織及元素成分分析、宏觀電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)、微區(qū)電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)以及耐磨性能測(cè)試.

圖8 測(cè)試區(qū)域示意圖Fig.8 Schematic diagram of the testing area

試驗(yàn)使用標(biāo)準(zhǔn)三電極體系，其中飽和甘汞電極作為參比電極，鉑絲作為輔助電極，試驗(yàn)樣品為工作電極.在試驗(yàn)前，為了減小非工作面對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，樣品的非工作面采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行封裝處理，對(duì)于樣品的工作面，采用逐級(jí)打磨拋光的方法，分別使用400 號(hào)、800 號(hào)、1000 號(hào)、1500 號(hào)和2000號(hào)金相砂紙進(jìn)行處理，細(xì)磨至無劃痕后，再在細(xì)磨表面涂敷2.5 μm 金剛砂，并對(duì)其進(jìn)行拋光，拋光采用型號(hào)為DINCER MoPao2S的自動(dòng)磨拋機(jī).顯微硬度測(cè)量采用HVS-10 數(shù)顯維氏硬度計(jì)，按照?qǐng)D8所示的測(cè)試區(qū)域測(cè)量10 個(gè)點(diǎn)的硬度值，然后求取平均值.

拋光之后的試樣截面，采用硫酸銅鹽酸腐蝕液進(jìn)行腐蝕，當(dāng)截面出現(xiàn)氧化膜時(shí)使用無水乙醇進(jìn)行清洗，然后用于微觀組織觀察.采用型號(hào)為SSX-550 型掃描電子顯微鏡對(duì)熔覆層截面進(jìn)行SEM 檢測(cè)分析，并對(duì)母材、熔覆層進(jìn)行Si 元素含量EDS能譜分析比對(duì)測(cè)試.采用型號(hào)為D8 FOCUS的X 射線衍射儀對(duì)母材、熔覆層進(jìn)行XRD 比對(duì)測(cè)試.

采用普林斯頓電化學(xué)工作站對(duì)母材、熔覆層進(jìn)行耐蝕性能比對(duì)測(cè)試，測(cè)試項(xiàng)目包括3 項(xiàng)宏觀電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)即開路電位測(cè)試(OCP)、阻抗譜測(cè)試(EIS)、動(dòng)電位極化曲線測(cè)試(PDP)，以及微區(qū)電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)即局部阻抗譜測(cè)試(LEIS).

在母材、熔覆層中截取試樣，尺寸為20 mm ×8 mm × 4 mm，使用240 號(hào)、400 號(hào)、800 號(hào)、1200號(hào)、2000 號(hào)砂紙按順序?qū)Ρ砻孢M(jìn)行打磨后，在打磨表面涂敷2.5 μm 金剛砂磨砂膏并進(jìn)行拋光，采用型號(hào)為SRV-IV的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)母材、熔覆層進(jìn)行往復(fù)摩擦磨損比對(duì)試驗(yàn)，試驗(yàn)之前的原始試樣如圖9 所示，其中左側(cè)為母材試樣，右側(cè)為熔覆層試樣.

圖9 摩擦磨損試驗(yàn)原始樣件Fig.9 Original samples of friction and wear test

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 熔覆層硬度分析

采用RSM 響應(yīng)曲面法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以熔覆層硬度作為響應(yīng)值，研究焊接熱輸入q、送粉量V和SiC 含量wp(質(zhì)量分?jǐn)?shù))對(duì)熔覆層硬度的影響.三者的取值范圍分別設(shè)置為9～ 12.6 kJ/cm，4～ 8 g/mm 和1%～ 2%，每個(gè)因素設(shè)置3 個(gè)水平，進(jìn)行熔覆試驗(yàn)，獲得與16 組工藝參數(shù)組合對(duì)應(yīng)的16 道熔覆層，進(jìn)行硬度測(cè)試，獲得相應(yīng)的16 個(gè)10 點(diǎn)平均硬度值.三因素的取值分別為10.8 kJ/cm，8 g/mm 和2%時(shí)，熔覆層硬度值最高，為276 HV.采用Design Expert 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到工藝參數(shù)對(duì)熔覆層硬度的影響經(jīng)驗(yàn)公式，即

式(1)表明，熔覆層硬度是由q，V和wp共同決定的，而且因素之間存在交互影響，其中V與wp之間為協(xié)同作用，而V與q之間、以及q與wp之間均是拮抗作用.

3.2 熔覆層與母材微觀組織及元素成分分析

環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆層截面SEM 測(cè)試結(jié)果如圖10 所示.SiC 粉末為不規(guī)則形狀、粒徑為13～25 μm，其熔點(diǎn)為2 700 ℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于母材316L 不銹鋼焊接熔池溫度，因此基本可以確定圖10 中的粒子為SiC 粒子.

圖10 熔覆層SEM 測(cè)試結(jié)果Fig.10 SEM test results of cladding layer

對(duì)母材、TIG 熔覆層進(jìn)行Si 元素含量EDS 能譜分析比對(duì)測(cè)試，EDS 結(jié)果分別如圖11 和圖12 所示，母材的Si 元素含量為0.685%，熔覆層的Si 元素含量為1.274%.316L 不銹鋼中Si 元素的含量不會(huì)超過1%，因此熔覆層中的SiC 強(qiáng)化顆粒是同軸送粉TIG 熔覆導(dǎo)入的.

圖11 母材EDS 測(cè)試結(jié)果Fig.11 EDS result of base metal

圖12 熔覆層EDS 測(cè)試結(jié)果Fig.12 EDS result of cladding layer

對(duì)母材、TIG 熔覆層進(jìn)行XRD 比對(duì)測(cè)試，其結(jié)果如圖13 所示.XRD 測(cè)試管壓40 kV，管流200 μA，銅靶，衍射寬度DS=SS=1°，RS=0.3 mm，掃描速度2.000 d/min，掃描范圍10°～ 90°.XRD 測(cè)試結(jié)果表明，在SiC 相應(yīng)的衍射角下，母材并未出現(xiàn)SiC的衍射峰，而熔覆層的SiC 衍射峰強(qiáng)度要遠(yuǎn)高于母材，這從另一方面證明同軸送粉TIG 熔覆將SiC 強(qiáng)化顆粒導(dǎo)入了熔覆層.

圖13 XRD 測(cè)試結(jié)果Fig.13 XRD test results

3.3 熔覆層與母材宏觀電化學(xué)腐蝕性能比對(duì)

熔覆層與316L 不銹鋼母材在3.5%的NaCl溶液中浸泡0.5 h后，進(jìn)行開路電位測(cè)試(OCP)，測(cè)試結(jié)果如圖14 所示.熔覆層的OCP 值為-197.986 mV，而316L 不銹鋼母材的OCP 值為-209.112 mV，說明同軸送粉TIG 熔覆導(dǎo)入的SiC 粉末改善了熔覆層的耐蝕性能.

圖14 OCP 測(cè)試結(jié)果Fig.14 OCP test results

對(duì)熔覆層與316L 不銹鋼母材進(jìn)行電化學(xué)阻抗譜測(cè)試(EIS)，測(cè)試結(jié)果如圖15 所示，測(cè)試頻率為1 × 10-2～ 1 × 105Hz.Nyquist 圖中熔覆層的容抗弧半徑明顯大于316L 不銹鋼母材的容抗弧半徑，說明同軸送粉TIG 熔覆導(dǎo)入的SiC 粉末改善了熔覆層的耐蝕性能.通過Bode 圖能夠看出，母材在低頻區(qū)的阻抗略小于熔覆層，證明了熔覆層防腐性能略優(yōu)于母材，在頻率超過0.1 MHz后，母材與熔覆層的阻抗均逐漸趨于平穩(wěn).

圖15 電化學(xué)阻抗圖譜Fig.15 Electrochemical impedance spectrum.(a)Nyquist;(b) Bode

將電化學(xué)腐蝕測(cè)試的三電極系統(tǒng)近似地看作由溶液電阻Rs、電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct和雙電層常相位角元件Qdl組成的等效電路，其中Rct是電化學(xué)過程中的關(guān)鍵指標(biāo)，該參數(shù)數(shù)值越大表明測(cè)試樣品的耐蝕性能越優(yōu)良.利用ZSimpWin 擬合軟件對(duì)電化學(xué)阻抗譜中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行等效電路擬合分析，熔覆層的Rct值為8.204 × 104 Ω/cm2，而316L 不銹鋼母材Rct值為2.015 × 104 Ω/cm2，表明熔覆層的耐蝕性能優(yōu)于316L 不銹鋼母材.

對(duì)熔覆層與316L 不銹鋼母材進(jìn)行動(dòng)電位極化曲線測(cè)試(PDP)，測(cè)試結(jié)果如圖16 所示，對(duì)其進(jìn)行曲線擬合，得到熔覆層的腐蝕電位Ecorr為-248.513 mV、腐蝕電流密度Icorr為-88.223 μA/cm2，而316L不銹鋼母材的腐蝕電位Ecorr為-272.021 mV、腐蝕電流密度Icorr為-106.459 μA/cm2，表明熔覆層的耐蝕性能優(yōu)于316L 不銹鋼母材.

圖16 PDP 測(cè)試結(jié)果Fig.16 PDP test results

3.4 熔覆層與母材微區(qū)電化學(xué)腐蝕性能比對(duì)

熔覆層與316L 不銹鋼母材在3.5%的NaCl溶液中浸泡0.5 h后，將2 mm × 2 mm 局部區(qū)域作為掃描區(qū)域，進(jìn)行局部阻抗譜測(cè)試(LEIS)，測(cè)試結(jié)果如圖17 與圖18 所示.熔覆層的局部阻抗最大值為1.72 × 107Ω，而母材的局部阻抗最大值為2.25 × 106Ω，表明熔覆層的局部耐蝕性能也優(yōu)于316L 不銹鋼母材.

圖17 母材LEIS 圖譜Fig.17 LEIS map of base metal

圖18 熔覆層LEIS 圖譜Fig.18 LEIS map of cladding layer

3.5 熔覆層與母材耐磨性能比對(duì)

采用直徑5 mm的球型氮化硅作為摩擦副材料，載荷為20 N，摩擦磨損幅值為10 mm，測(cè)試模式為往復(fù)摩擦磨損，對(duì)同軸送粉TIG 熔覆層與316L 不銹鋼母材進(jìn)行摩擦磨損比對(duì)試驗(yàn).在進(jìn)行30 min的往復(fù)摩擦之后，得到的試驗(yàn)結(jié)果如圖19所示，稱量得知熔覆層的質(zhì)量損失為1.63 mg，316L 不銹鋼母材的質(zhì)量損失為2.06 mg，表明熔覆層的耐磨性能優(yōu)于316L 不銹鋼母材.

圖19 試樣摩擦磨損形貌Fig.19 Samples after friction and wear testing

316L 不銹鋼母材與同軸送粉TIG 熔覆層摩擦磨損試驗(yàn)完成之后，摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)測(cè)量獲得的磨痕深度如圖20 所示，母材的最大磨痕深度是164 μm，熔覆層的最大磨痕深度是160 μm.采用金相顯微鏡對(duì)熔覆層磨損部位進(jìn)行顯微組織觀察，顯微組織如圖21 所示，其中SiC 粒子采用紅色圓圈標(biāo)識(shí).熔覆層的劃痕之處存在SiC 粒子，而316L 不銹鋼母材劃痕之處不存在SiC 粒子.

圖20 磨痕深度Fig.20 Abrasion depths.(a) base material;(b) cladding layer material

圖21 熔覆層磨損表面微觀結(jié)構(gòu)圖Fig.21 Wear surface microstructure of cladding layer

4 問題與討論

環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆解決了管狀同軸送粉TIG 熔覆存在的熔覆層熄弧位置凹坑，焊縫不夠平直，以及焊縫熔寬不一致等問題，而且具有更高的熔覆效率.以熔覆層硬度作為響應(yīng)值，確定了優(yōu)化的工藝參數(shù)為焊接熱輸入10.8 kJ/cm、送粉量8 g/mm 和SiC 含量2%.采用優(yōu)化參數(shù)，在316L 不銹鋼表面進(jìn)行環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆，獲得了外觀優(yōu)良的單層單道熔覆層、單層多道熔覆層.環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆工藝可以將SiC 粒子作為基體強(qiáng)化材料，提高316L 不銹鋼的耐蝕性與耐磨性.根據(jù)LEIS 阻抗譜可以看出，SiC 在熔覆層中的彌散較為均勻，熔覆層局部阻抗最大值為1.72 × 107Ω，而母材的局部阻抗最大值為2.25 × 106Ω.熔覆層與母材摩擦磨損后損失質(zhì)量分別為1.63 mg 與2.06 mg，使用金相顯微鏡對(duì)摩痕進(jìn)行SiC 粒子檢測(cè)，驗(yàn)證了SiC 粒子的強(qiáng)化作用.采用環(huán)狀同軸送粉TIG方法，導(dǎo)入SiC 粉末的目的是提高母材的耐蝕性與耐磨性，對(duì)應(yīng)其他表面改性需求，也可以考慮借鑒環(huán)狀同軸送粉TIG 方法，從而拓展其應(yīng)用領(lǐng)域.

5 結(jié)論

(1)環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆能夠獲得外觀優(yōu)良的熔覆層.

(2)環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆層硬度是由焊接熱輸入q、送粉量V和SiC 含量wp共同決定的，而且因素之間存在交互影響，其中V與wp之間為協(xié)同作用，而V與q之間、以及q與wp之間均是拮抗作用.

(3)母材與熔覆層SEM，EDS 和XRD 比對(duì)測(cè)試表明，環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆將SiC 強(qiáng)化顆粒有效地導(dǎo)入了熔覆層.

(4)母材與熔覆層宏觀、微區(qū)電化學(xué)腐蝕性能比對(duì)測(cè)試表明，環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆導(dǎo)入的SiC粒子提高了 316L 不銹鋼的耐蝕性.

(5)母材與熔覆層摩擦磨損試驗(yàn)表明，環(huán)狀同軸送粉TIG 熔覆導(dǎo)入的SiC 粒子提高了 316L 不銹鋼的耐磨性.