環(huán)形激光作用下同軸送粉熔覆工藝參數(shù)對成形的影響.pdf

1、激光熔覆快速成形技術是在激光熔覆技術的基礎上，結合快速成形制造的特點發(fā)展起來的一種先進制造技術。目前激光熔覆快速成形技術普遍采用的送粉方式為偏置側向送粉和多粉管光外同軸送粉，激光光斑為圓形光斑，在這種送粉方式下，光斑和粉斑的耦合穩(wěn)定性比較差，本文采用環(huán)形激光光內同軸送粉的方式進行激光熔覆快速成形，重點對光內送粉工藝參數(shù)對成形的影響進行了分析研究。 通過建立環(huán)形激光束與光內同軸送粉粉束相互作用的簡化數(shù)學模型，以作用區(qū)域的粉末為研究

2、對象，重點討論了環(huán)形激光作用效率η。經計算，同-z坐標處的η隨送粉量Mρ(g/s)的增大而增大，隨粉流速度v0的增大而減小；送粉量M ρ和粉流速度v0一定時，η隨z的增大而增大。分析了環(huán)形激光光斑在掃描線寬方向能量的分布情況，與傳統(tǒng)的圓形光斑和矩形光斑相比，有利于能量的合理分布和提高激光熱作用效應；討論了環(huán)形激光熔覆成形中主要工藝參數(shù)，如環(huán)形激光功率密度、掃描速度、送粉速率和光斑直徑等對成形的影響。 利用環(huán)形激光光內同軸送粉噴頭

3、進行了多模激光束下單道單層、單道多層，離焦和多道搭接熔覆實驗和測試。研究了在環(huán)形激光作用下激光功率、掃描速度、搭接量、送粉速率、光斑直徑等工藝參數(shù)對成形尺寸、形貌、顯微組織的影響，分析了不同工藝參數(shù)與熔覆層質量的關系。結果表明：要獲得較好的成形質量，搭接量應大于光斑半徑，激光功率、掃描速度和送粉速率存在著最佳匹配值，環(huán)形光斑下的正負離焦量可達14mm，能夠在離焦狀態(tài)下實現(xiàn)較高質量的激光熔覆快速成形。 試驗證明，與圓形光外同軸送粉