大功率激光熔覆快速成形工藝實驗研究.pdf

1、本文在45鋼基板上利用Fe基和Ni基合金粉末，進行激光熔覆快速成形試驗研究。針對目前送粉裝置存在的問題對送粉器和送粉頭進行了改進。采用正交試驗方法，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)等對成形件品質的影響。研究了成形工藝過程特征，包括掃描線起停處結瘤、粉末飛濺、球化(淚珠)等現(xiàn)象，分析了發(fā)生結瘤的原因。建立了粉末由送粉器到達光斑中心的時間方程，由此控制光閘和送粉控制器的啟

2、閉，使光斑和粉末同時到達掃描線，從而大大減少了結瘤的出現(xiàn)。保持粉末干燥，減少粉末的雜質，可以降低粉末燒蝕飛濺。當激光熔池對流不充分，由于球化作用力、熔池內流體流動驅動力等原因，會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，適當增加激光功率能避免形球。送粉落點與光斑相對位置會影響環(huán)形件的內外壁品質，粉末偏向光斑內側，環(huán)形件外壁光滑；反之，內壁光滑。 成形試驗中對分層掃描策略進行了比較分析，采用了適宜的掃描方式。單道

3、掃描應用于直線和薄壁類成形件，多道搭接掃描應用于厚壁類零件和幾何形狀較復雜且壁厚不均勻的成形件。制造的成形件包括圓環(huán)件、長方體、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． 對成形件進行了顯微檢測與分析，檢測結果發(fā)現(xiàn)：Fe基和Ni基成形件與基底結合面為完全冶金結合；單道掃描線的微觀組織連續(xù)致密，無氣孔、裂紋等缺陷；多道掃描線間的搭接為完全冶金結合；成形件的上