激光光內(nèi)同軸送絲熔覆快速制造技術(shù)研究.pdf

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(shí)利用率可高達(dá)100%。本文針對(duì)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(jì)一種更便于調(diào)節(jié)的光頭，該裝置通過(guò)調(diào)整

2、環(huán)形聚焦鏡來(lái)移動(dòng)焦點(diǎn)的水平位置，實(shí)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(jì)的同軸送絲光頭進(jìn)行熔覆試驗(yàn)。研究了各個(gè)工藝參數(shù)對(duì)熔覆層表面形貌的影響，重點(diǎn)對(duì)離焦量、激光功率、掃描速度、送絲速度進(jìn)行分析。試驗(yàn)結(jié)果表明：熔覆成連續(xù)熔道的前提是選一個(gè)合適的負(fù)離焦量；送絲速度對(duì)熔覆層截面寬高的影響最顯著；工藝參數(shù)對(duì)熔覆層截面寬高的影響是相互的。通過(guò)正交設(shè)計(jì)優(yōu)化了工藝參數(shù)，并通過(guò)掃描方向性試驗(yàn)

3、證明了光內(nèi)送絲熔覆能有效地消除掃描方向的問(wèn)題。
　　 對(duì)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(jì)檢驗(yàn)和試驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)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(duì)寬高比的影響最顯著，這與熔覆試驗(yàn)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(duì)成形過(guò)程中離焦量和功率進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，最后得到的成形件表面質(zhì)量較好、無(wú)坍塌、高度平整、微觀組織晶粒細(xì)小、均勻，