同軸送絲激光熔覆工藝研究及薄壁墻成形堆積.pdf

1、激光熔覆技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，在一些金屬部件的制造中也得到了廣泛應(yīng)用，然而激光熔覆快速成形特別是同軸送絲成形的發(fā)展較慢。由于激光熔覆快速成形件質(zhì)量與送絲激光熔覆層的幾何冶金特征關(guān)系密切。因此建立同軸送絲激光熔覆層幾何特征的數(shù)學(xué)模型非常必要。
　　本文主要針對(duì)光內(nèi)同軸送絲激光熔覆層幾何特征進(jìn)行研究。分析同軸送絲激光熔覆過程中的能量轉(zhuǎn)化和環(huán)形激光束的能量分布，在此基礎(chǔ)上分析激光與金屬絲材的相互作用，根據(jù)能量守恒和能量平

2、衡關(guān)系建立熔覆層橫截面的數(shù)學(xué)模型。假設(shè)熔覆層橫截面輪廓為圓弧狀，建立熔覆層橫截面幾何特征與熔覆工藝參數(shù)（激光功率、掃描速度、送絲速度）之間的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)建立了熔覆層寬度關(guān)于熔覆工藝參數(shù)的回歸數(shù)學(xué)模型。
　　通過對(duì)熔覆層幾何特征的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真，分析各工藝參數(shù)對(duì)其的影響后發(fā)現(xiàn)熔覆層寬度受激光功率的影響最大，并隨著激光功率的增大而增大；熔覆層高度起初隨掃描速度的增大而增大，當(dāng)達(dá)到一定掃描速度時(shí)，又隨掃描速度的增大而減??；同樣激光功

3、率對(duì)熔覆層高度影響較大；熔覆層高度與激光功率和送絲速度大小呈正比，與掃描速度呈反比；送絲速度對(duì)熔覆層高度的影響甚微。
　　將試驗(yàn)結(jié)果與建模預(yù)測(cè)值進(jìn)行了對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)熔覆層幾何特征的模擬值與試驗(yàn)值之間的誤差較小，并且實(shí)際檢測(cè)的參數(shù)值與理論計(jì)算的數(shù)據(jù)反映了相同的規(guī)律性。可以證明該模型的可靠性。
　　基于熔覆層幾何特征關(guān)于工藝參數(shù)的數(shù)學(xué)模型建立，進(jìn)行了薄壁墻的堆積。通過對(duì)模型的計(jì)算，選擇了最優(yōu)的參數(shù)進(jìn)行首層堆積，多層堆積時(shí)通過測(cè)出