大功率激光熔覆快速成形工藝實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文在45鋼基板上利用Fe基和Ni基合金粉末，進(jìn)行激光熔覆快速成形試驗(yàn)研究。針對(duì)目前送粉裝置存在的問(wèn)題對(duì)送粉器和送粉頭進(jìn)行了改進(jìn)。采用正交試驗(yàn)方法，分析了材料因素(粉末種類、粉末粒徑)和激光參數(shù)(激光功率、掃描速率、光斑直徑、掃描線間搭接率、送粉量)等對(duì)成形件品質(zhì)的影響。研究了成形工藝過(guò)程特征，包括掃描線起停處結(jié)瘤、粉末飛濺、球化(淚珠)等現(xiàn)象，分析了發(fā)生結(jié)瘤的原因。建立了粉末由送粉器到達(dá)光斑中心的時(shí)間方程，由此控制光閘和送粉控制器的啟

2、閉，使光斑和粉末同時(shí)到達(dá)掃描線，從而大大減少了結(jié)瘤的出現(xiàn)。保持粉末干燥，減少粉末的雜質(zhì)，可以降低粉末燒蝕飛濺。當(dāng)激光熔池對(duì)流不充分，由于球化作用力、熔池內(nèi)流體流動(dòng)驅(qū)動(dòng)力等原因，會(huì)造成掃描線表面形成不連續(xù)的圓珠。在其他工藝參數(shù)不變的情況下，適當(dāng)增加激光功率能避免形球。送粉落點(diǎn)與光斑相對(duì)位置會(huì)影響環(huán)形件的內(nèi)外壁品質(zhì)，粉末偏向光斑內(nèi)側(cè)，環(huán)形件外壁光滑；反之，內(nèi)壁光滑。 成形試驗(yàn)中對(duì)分層掃描策略進(jìn)行了比較分析，采用了適宜的掃描方式。單道

3、掃描應(yīng)用于直線和薄壁類成形件，多道搭接掃描應(yīng)用于厚壁類零件和幾何形狀較復(fù)雜且壁厚不均勻的成形件。制造的成形件包括圓環(huán)件、長(zhǎng)方體、五角星、正方體、金字塔、@形字符等。所有的成形件都具備確定的幾何形狀，并具備一定精度。成形件的最大高度為105mm． 對(duì)成形件進(jìn)行了顯微檢測(cè)與分析，檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：Fe基和Ni基成形件與基底結(jié)合面為完全冶金結(jié)合；單道掃描線的微觀組織連續(xù)致密，無(wú)氣孔、裂紋等缺陷；多道掃描線間的搭接為完全冶金結(jié)合；成形件的上