激光直接制造和再制造技术应用软件开发

针对激光熔覆直接制造和再制造技术,重点研究了SolidWorks的二次开发技术,并以此为平台研究开发了基于激光熔覆的直接制造和再制造应用软件系统,软件主要包含三维实体模型创建、分层切片、路径优化、NC代码生成、轨迹模拟和数据传输等功能。初步试验表明该软件用于激光直接制造和再制造技术是可行的。     

激光加工技术的产业化应用

世界上第一台激光器诞生于1960年，我国于1961年研制出第一台激光器。40多年来，激光技术的应用发展十分迅猛，已与多个学科相结合形成了多个应用技术领域，比如光电技术、激光医疗与光子生物学、激光加工技术、激光检测与计量技术、激光全息技术、激光光谱分析技术、非线性光     

激光再制造技术及其应用

激光再制造技术是重大机械装备修复和性能提升的重要发展方向之一。介绍激光再制造技术体系的组成及其特点,并列举激光再制造机械设备的典型案例,指出在我国发展激光再制造技术的广阔市场前景。     

激光熔覆技术的工艺过程及应用

激光熔覆技术是一种材料表面改性处理的新技术,具有广阔的应用前景。本文首先介绍了激光熔覆层的成形状况,对熔池成分的均匀化机理进行了分析,针对熔覆层容易产生裂纹的缺陷,从技术层面提出了解决和缓解的办法。阐述了激光熔覆工艺过程中合金粉末和保护气体的选择原则、合金粉末的供给方式、激光工艺参数的预定以及合金粉末和激光工艺参数的优化流程。简述了激光熔覆技术在零件表面修复、汽车、航空航天和生物医学等领域的应用状况,最后指出激光熔覆技术在今后进一步的研究重点。     

齿面激光熔覆技术研究

研究齿轮齿面激光熔覆粉末合金的工艺、显微硬度分布、熔覆层及过渡层等的金相组织及性能。结果表明,采用合适的合金粉末及激光熔覆工艺能够获得与基体呈冶金结合、无裂纹的熔覆层,显微硬度明显高于基体,且在熔覆的同时轮齿反面得到了淬硬。经齿轮试验机对比试验,齿轮齿面经激光熔覆后承受接触应力性能明显高于调质齿轮,可与高频表面淬火、渗氮处理的齿轮相媲美。     

10kW连续输出半导体激光熔覆光源

针对于目前国内半导体激光加工熔覆光源主要依赖于国外进口的局面,研制了连续输出功率达10kW的半导体激光熔覆光源。利用ZEMAX光学设计软件模拟半导体激光光路,包括光束整形、准直及聚焦透镜的设计等。实验中采用2只波长为915nm和2只波长为976nm的半导体激光叠阵,通过偏振合束和波长合束技术实现它的合束。由自行设计的聚焦系统进行了聚焦实验,结果显示,当模块工作电流为122A时,光源最大输出功率为10 120 W,电-光转换效率为46%,在工作面的聚焦光斑为2.5mm×18mm,可满足工业中大面积高速激光熔覆和表面热处理的要求。     

基于激光熔覆的绿色再制造技术研究

为了实现轴类零件的修复,搭建基于激光熔覆技术的绿色再制造系统,该系统由功率为6 kW的CO2激光器、四轴工作台、送粉机构、数控系统等硬件设备和激光绿色再制造系统驱动软件组成.以轴类为典型零件、Ni60A合金粉末为熔覆材料,对激光绿色再制造工艺技术进行研究.通过研究分析激光功率、熔覆速度、送粉量、熔覆间距等主要参数对熔覆层高度、宽度和熔覆层质量等的影响情况,获得了轴类零件激光修复的最佳工艺参数组合,实现基于激光熔覆的绿色再制造技术在生产实践中的应用.     

激光熔覆阀门零件的研究与应用

使用５ｋＷ横流ＣＯ２激光器对石化系统高参数阀门的密封面进行激光熔覆强化,得到了１ｍｍ￣３．５ｍｍ厚,表面光滑平整的合金层。检测分析表明,激光熔层的组织性能,与基体的结合、对基体的热影响,熔层质量与成品率均优于等离子喷焊等传统强化工艺。     

激光熔覆再制造技术及其在机车车辆中的应用

激光熔覆技术是一种先进的修复技术,能够很好地解决机车车辆零部件的修复和再制造,提高设备的使用寿命,具有较大的技术推广价值.通过介绍激光熔覆技术的理论与方法,结合铁路机车车辆关键零部件的激光熔覆应用,验证再制造的现实可行性,并对该技术的应用前景进行探讨、分析,为机车车辆关键零部件的绿色再制造技术的发展提供参考.     

激光熔覆成形技术的研究进展

激光熔覆成形技术是近年来发展起来的一种新型的先进制造技术.该技术将激光熔覆表面强化技术和快速原型制造技术相结合,具有成形零件复杂、结构优化、组织性能优良、加工材料范围广泛、柔性化程度高、能实现梯度功能和无模近终成形等独特优点,可广泛应用于复杂零件的直接制造和修复,具有广阔的应用前景.介绍激光熔覆成形技术的原理、特点和应用,从几种典型激光熔覆成形系统、成形零件组织性能研究、温度场数值模拟、成形过程检测与控制和成形过程残余应力和裂纹产生的原因及对策等方面对激光熔覆成形技术的研究进展进行综述,指出该技术存在的问题,并对其发展方向进行预测和展望.激光熔覆成形技术在硬件系统、工艺研究和熔池检测与控制等方面都取得了可喜的进步,但成形精度和裂纹仍然是该技术领域非常棘手的问题,有待进一步突破.     

再制造技术在透平机械维修中的应用

概述了以产品全生命周期管理为指导,以优质、高效、节能、节材、环保为目标,以先进技术和产业化生产为手段,进行修复改造废旧产品的再制造新技术,分析了西安陕鼓动力股份有限公司服务产业部运用激光熔覆技术和承缸冷焊技术在机电产品维修中所带来的经济效益。     

激光熔覆与激光-感应复合熔覆WC-Ni60A涂层的结构与性能特征

对单纯激光熔覆与激光-感应复合熔覆Ni60A+35%WC涂层的几何外形、稀释率、WC颗粒分布、显微组织与抗干滑动磨损性能进行对比分析。结果表明,单纯激光熔覆的最大激光扫描速度与最大送粉量仅为600 mm.min–1与25 g.min–1,当激光-感应复合熔覆采用相同的工艺参数时,复合熔覆层的宽度、热影响区、稀释率均大于单纯激光熔覆层,厚度却小于单纯激光熔覆层,WC颗粒与析出的碳化物不均匀地分布于复合熔覆层内,复合熔覆层的抗干滑动磨损性能比单纯激光熔覆层的差。但是,激光-感应复合熔覆的最大激光扫描速度可以提高到2 200 mm.min–1,最大送粉量可以提高到75.6 g.min–1,加工效率是单纯激光熔覆的3倍多,复合熔覆层内WC颗粒分布均匀,经检测无裂纹且稀释率仅为5.2%,抗干滑动磨损性能约是单纯激光熔覆层的1.42倍。     

激光熔覆成形金属薄壁结构的试验研究

试验研究了较低功率的激光熔覆成形金属薄壁结构及其影响因素。成形金属薄壁结构的能力对零件薄壁部位的成形和小型零件的制造十分重要。由于传统的激光表面处理工艺观念的影响、对激光单道熔覆成形薄壁结构过程及其规律的认识不够,目前成形薄壁结构的能力较差。试验研究了用与表面处理工艺不同的、功率和光斑尺寸较小的CO2激光进行单道熔覆成形薄壁试样,试验结果表明较低功率、较小光斑的激光与适当的扫描速度、送粉速度等配合可以得到壁厚最小为0.4 mm的薄壁结构。激光单道熔覆的壁厚与工艺参数和工件高度有关,粉末流与激光束之间的同轴度和送粉速度的稳定性等因素也影响薄壁结构的成形。     

利用激光熔敷技术修复齿轮轴

阐述了用激光熔敷技术修复严重腐蚀磨损的齿轮轴.简要介绍了激光熔敷技术和特点,修复后的检测运行结果证明,使用该工艺方法达到了预期的效果.     

甲胺泵系统的可靠性分析及可靠性增长

建立了尿素生产线上甲胺泵系统的一般可靠性模型,对泵系统的关键零件——进排液阀密封面进行了激光熔覆强化处理,使系统可靠性迅速增长。     

EXPERIMENTAL STUDY ON MACRO AND MICRO-STRUCTURE OF METALLIC PARTS BUILT BY LOW-POWER LASER CLADDING

A low-power CO2 laser is used to deposit Fe powder and mixture of Fe and carbon powder on substrates respectively, and the macro and micro-structure of the formed samples are investigated. It is demonstrated that most grains of these samples are equi-axed. This is derived from the high nucleation velocity in the shallow melt pool besides rapid solidification of the liquid-state alloy or metal. Bainitic structure, combination of pearlite and ferrite structure and ferrite structure are seen respectively in the samples involving various amounts of carbon owing to no martensitic transformation in these small samples.     

铜基材料上激光熔覆镍基合金的结合强度

用高功率密度激光在铜基材料表面涂敷一层具有优异性能的镍基合金层。其间的结合强度是评价熔覆层质量的关键指标之一。试验结果表明,只要激光熔覆工艺合适,那么镍基合金激光熔覆层与铜基材料间就会形成冶金结合,此结合强度高于熔覆层的抗拉强度,其值大于90MN/m².     

基于神经网络的激光熔覆高度预测

激光成形过程中,对熔覆高度进行实时检测,从而实现熔覆高度闭环控制是成形高质量零件的保证.激光成形过程是一个多参数耦合的非线性过程,大量激光参数对成形熔覆表面质量具有重要影响.在分析激光参数对熔覆高度影响的基础上,建立利用激光工艺参数预测熔覆高度的误差反向传播(Back propagation,BP)神经网络模型,完成了网络算法设计.通过激光成形试验采集样本,利用训练样本对所建立的网络进行训练,完成网络输入输出高度映射关系,并利用测试样本对所训练的网络进行检验.仿真试验表明,神经网络熔覆高度预测模型具有很高的精度,验证了该预测模型在理论和实践上的可行性与有效性.神经网络熔覆高度预测模型为实现激光加工过程熔覆高度实时预测与闭环控制打下基础,对提高成形产品质量具有重要意义.     

Time scale effects in laser material removal: a review

In laser material removal using a continuous wave or long-pulsed laser, the primary material removal mechanism melts with molten metal often ejected by an assisting oxygen jet. Interactions between heat transfer, oxygen diffusion, and gas dynamics have been studied. In laser machining using a Q-switched solid state laser with pulse width on the order of nanoseconds, the primary material removal mechanism is ablation, but substantial melting is still present if a metallic material is concerned. Two mechanisms, ablation and melting, are modeled together and the property discontinuity and boundary conditions at the liquid/vapor interface are provided. When the laser pulse width further reduces to the order of picoseconds or femtoseconds, as in a Ti:sapphire laser, the dominant material removal mechanism changes yet again, with little thermal damage and wavelength independence observed. Thermal aspects are examined in the context of the short timescales of these pulses compared with the timescale of photon-electron-lattice interactions. Research needs in laser material removal in each of the three time regimes are discussed.