激光再制造雙料斗載氣式送粉器的試驗(yàn)研究.pdf

1、當(dāng)前，以激光熔敷為基礎(chǔ)的激光再制造技術(shù)已日臻成熟，在開展重大工程裝備修復(fù)方面，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。送粉器作為激光再制造系統(tǒng)的重要組成部分，其關(guān)鍵的技術(shù)要求是能保證定量、穩(wěn)定、均勻的送粉，所以送粉器的性能對(duì)熔敷層質(zhì)量有很大的影響。 隨著納米材料的發(fā)展，多種微納米級(jí)的超細(xì)粉末材料用于激光熔敷，它們可以顯著地細(xì)化組織、減小應(yīng)力，提高材料的強(qiáng)度、硬度和耐腐蝕性能。但超細(xì)粉顆粒尺寸極小，容易形成團(tuán)聚體，不能用常規(guī)送粉器輸送。在

2、實(shí)際生產(chǎn)中，為避免形成團(tuán)聚體，常先把超細(xì)粉末按一定比例與普通粉末混合，然后用常規(guī)送粉器將混合后的粉末送入激光熔池，采用這種人工混合方法，不僅混合粉末的均勻性得不到保證，而且易出現(xiàn)堵塞、擠壓等現(xiàn)象，熔敷質(zhì)量得不到很好的保證。因此，有必要研制一種新型的送粉器，重點(diǎn)解決混合送粉和超細(xì)送粉的難題。 設(shè)計(jì)新型的送粉器，需重點(diǎn)解決兩個(gè)問題：超細(xì)送粉和混合送粉。為解決超細(xì)粉末輸送問題，我們提出了一種超細(xì)粉末霧化機(jī)制。霧化后的超細(xì)粉末粒子間距大

3、大增加，分子間作用力大大減小，基本避免了團(tuán)聚現(xiàn)象?；旆垩b置是為解決粉末混合問題而設(shè)計(jì)的，在其內(nèi)部超細(xì)粉末與普通粉末得到充分均勻的混合，最后從出粉口輸出。 根據(jù)以上原理，在鼓輪式送粉器的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并制作了一臺(tái)雙料斗載氣式送粉器，該送粉器由送粉部分、氣路部分、控制部分及裝置柜等組成，可以進(jìn)行一種粉末(包括超細(xì)粉末)的單獨(dú)送粉，也可進(jìn)行兩種粉末的混合送粉。為檢驗(yàn)該送粉器的性能，進(jìn)行了氣動(dòng)送粉試驗(yàn)和激光熔敷試驗(yàn)，對(duì)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了

4、分析，結(jié)果表明：該送粉器對(duì)粉末的輸送具有良好的穩(wěn)定性；送粉速率主要由粉輪轉(zhuǎn)速?zèng)Q定；載氣量對(duì)送粉速率的影響很小，試驗(yàn)范圍為3L/min～8L/min；具有較強(qiáng)的遠(yuǎn)距離送粉能力，試驗(yàn)距離達(dá)25米；在熔敷試驗(yàn)中，各種工藝參數(shù)如激光功率、離焦量、掃描速率、送粉速率、載氣量等對(duì)熔敷層質(zhì)量有很大的影響，適當(dāng)選取參數(shù)組合能獲得優(yōu)良的熔敷效果；測(cè)試了粉末利用率，達(dá)62％。 雙料斗載氣式送粉器基本解決了超細(xì)送粉和混合送粉問題，具有優(yōu)良的實(shí)用性能，