激光热修复技术在灰铸铁表面的应用及其热响应分析

本文主要探讨了灰铸铁表面激光热修复过程的建模及其热响应分析。灰铸铁作为广泛应用的材料，其表面缺陷修复对于延长铸件装备的使用寿命至关重要。激光热修复作为一种高效的修复方法，通过精确控制热源和优化边界条件，构建了可靠的数值模型。研究发现，相较于传统的单层修复，采用多层修复能够在预热阶段进行，从而更有效地管理温度变化，减少应力集中。 在修复过程中，随着基体表面材料经历熔化、凝固循环，长和宽方向的应力响应表现为先压缩后拉伸，这主要由修复阶段的压应力主导。而在厚度方向，材料会经历交变的拉压应力循环，其中以受拉为主。值得注意的是，U槽底部的应力集中程度明显高于侧面，这是因为在修复过程中局部温度梯度和热应力分布不均所导致的。 作者通过实验验证了该数值模型的求解精度，这为优化激光热修复工艺提供了科学依据。对于工业实践而言，这一研究有助于提高修复效率，降低缺陷修复过程中的损伤，并为后续设备维护策略提供指导。此外，本文的工作对于理解和控制激光热处理在灰铸铁等材料上的应用具有重要意义，推动了循环经济中铸件装备的再制造技术发展。