激光光內(nèi)同軸送絲熔覆快速制造技術(shù)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、激光熔覆快速成形技術(shù)是一種成形致密金屬零件的新型制造方法。激光同軸送粉熔覆是該領(lǐng)域較成熟的工藝,但粉末利用率低(光外送粉利用率為20%-30%,光內(nèi)送粉利用率為50%-80%),而采用金屬絲進(jìn)行熔覆時利用率可高達(dá)100%。本文針對送絲熔覆現(xiàn)狀中的不足,采用了一種中空環(huán)形激光光內(nèi)同軸送絲熔覆工藝,該工藝金屬絲沿激光束中心線輸送,保證絲與激光的同軸性。
   在現(xiàn)有光內(nèi)同軸送絲光頭的基礎(chǔ)之上,設(shè)計一種更便于調(diào)節(jié)的光頭,該裝置通過調(diào)整

2、環(huán)形聚焦鏡來移動焦點的水平位置,實現(xiàn)金屬絲與激光束的同軸耦合,由于采用光外調(diào)整方式,極大地提高了操作的安全性。
   利用設(shè)計的同軸送絲光頭進(jìn)行熔覆試驗。研究了各個工藝參數(shù)對熔覆層表面形貌的影響,重點對離焦量、激光功率、掃描速度、送絲速度進(jìn)行分析。試驗結(jié)果表明:熔覆成連續(xù)熔道的前提是選一個合適的負(fù)離焦量;送絲速度對熔覆層截面寬高的影響最顯著;工藝參數(shù)對熔覆層截面寬高的影響是相互的。通過正交設(shè)計優(yōu)化了工藝參數(shù),并通過掃描方向性試驗

3、證明了光內(nèi)送絲熔覆能有效地消除掃描方向的問題。
   對工藝參數(shù)和熔覆層的寬高比關(guān)系進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的建立,進(jìn)行了統(tǒng)計檢驗和試驗驗證,通過因素的主效應(yīng)分析得出:激光功率與熔覆層寬高比是正相關(guān)關(guān)系;送絲速度對寬高比的影響最顯著,這與熔覆試驗的結(jié)果分析是一致的。
   基于優(yōu)化的工藝參數(shù),進(jìn)行了空心薄壁圓柱體的堆積,并對成形過程中離焦量和功率進(jìn)行實時控制,最后得到的成形件表面質(zhì)量較好、無坍塌、高度平整、微觀組織晶粒細(xì)小、均勻,

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