等离子激光复合熔积高温合金粉末的工艺研究

研究了等离子激光复合熔积高温合金粉末过程中激光对等离子弧柱形态、熔积时熔深和熔宽等的影响。实验结果表明，激光作用于等离子弧后，等离子弧弧柱的直径变小，挺度增加，稳定性增强，起弧容易，熔积层的熔深增大，熔宽减小。实验证明，这种方法直接快速成形高温合金或者难加工材料零件是可行的。     

等离子熔积与激光切割复合直接制造CAM软件研究

针对等离子熔积制造易产生侧表面阶梯效应,导致精度和表面质量不高的问题,提出将等离子熔积和激光轮廓切割复合以改善熔积成形件表面质量的方法。开发了等离子熔积激光切割复合直接制造CAM软件,在软件中提出了一种带法向的分层切片方式,对等离子熔积、激光轮廓切割的轨迹分别进行了规划,产生相应的NC代码,并对2个单工序NC代码进行了复合,以达到等离子熔积和激光轮廓切割工艺上复合的目的。     

角度精度的激光测量法

在数控机床精度检测标准要求中,有多项与角度精度相关的几何精度和位置精度。它包括工作台沿导轨直线运动中俯仰角、扭摆角,也包括回转工作台的角度分度定位精度等检测项目。长久以来,     

激光直接成形高温合金成形精度研究

选用GH163高温合金粉末进行了多种几何形体的激光直接成形试验,试验结果表明:理论成形轮廓和实际成形轮廓之间的偏差会造成成形角度误差,分析了产生误差的原因并提出了解决方案,获得了具有良好的外形和尺寸精度的薄壁中空复杂几何形体.     

等离子熔积高温合金件表面激光气化光整研究

针对高温合金零件机械加工周期长、刀具损耗大的难点,开发采用高功率调Q激光对高温合金零件进行表面光整的方法.通过系统研究分析激光表面去除加工的激光功率、调Q频率、扫描速度、保护气体气压等主要工艺参数对高温合金零件表面光整加工质量的影响,获得适于高温合金件的表面光整条件,采用此条件光整加工得到表面质量好的高温合金零件,为等离子熔积成形快速直接制造高温合金零件提供技术基础.     

等离子熔积成形与铣削光整复合直接制造金属零件技术

针对国内外现有的金属直接快速制造技术中存在的制件表面质量不高的瓶颈问题,开发了在制造过程中将等离子熔积增材成形与铣削光整减材复合的金属零件直接快速制造方法。研究该复合制造工艺参数对熔积成形性和形状特性以及热态干铣削刀具和工艺的影响规律,找到合理的工艺条件并用其试制出金属零件原型,为改善快速原型表面质量提供了有效的途径。     

面向等离子熔积直接制造的工控组态平台自动控制系统

分析了等离子熔积直接制造金属零件工艺的特点,开发了一种基于工控组态软件的等离子熔积直接制造自动控制系统。该系统满足多层熔积与表面光整复合成形工艺控制的要求,且开发周期短、成本低、开放性较好、易于操纵和维护。     

等离子弧熔覆成形零件的力学性能研究

介绍一种基于等离子弧熔覆的快速成形工艺.研究不同扫描方向对成形件抗拉强度和延伸率的影响,结果表明,零件的纵向抗拉强度和延伸率均高于横向.通过层间成形方向相互垂直的扫描方式,可以制作整体上各向同性的零件.零件致密度达99.27%,与激光熔覆成形相当.     

激光角度欺骗干扰内场仿真系统精度分析

针对激光角度欺骗干扰设备的外场试验条件要求高,费用耗费大等问题,讨论了激光角度欺骗干扰内场仿真试验的实现技术.通过对外场试验环境进行等效模拟,在内场构造了一个对激光角度欺骗干扰装备进行检测的仿真试验系统.介绍了系统的组成原理,推导了弹目角与摆镜转角、设备距离以及设备基线与漫反射屏距离关系,并在此基础之上对弹目角的精度进行了分析.最后,用莱卡经纬仪实际测量得到弹目角,从而得到弹目角误差.测量结果与理论分析显示,方位最大误差为17″,俯仰最大误差为13″.得到的结果证明了激光角度欺骗内场试验方法的正确性和可行性.     

等离子熔积直接制造小电流熔积枪的设计

针对等离子熔积金属零件直接制造的焊道精细和持续熔积时间长的要求,设计了小电流金属等离子熔积枪.熔积枪采用了环形凸台送粉通道,钨极中心定位环,直接水冷却压缩喷嘴等改进措施.等离子熔积焊道实验结果表明,小电流条件下焊道尺寸较小,焊道平整均匀,表面光洁度好.该型小电流熔积枪适用于金属零件的等离子熔积直接制造中,同时枪体、喷嘴、送粉通道和冷却通道的特殊设计可以保证熔积枪的持续稳定工作.     

活性激光电弧复合焊接法研究

为了进一步提高激光电弧复合焊接的熔深,提出活性激光电弧复合焊接法。在氧气的保护下,用小功率光纤激光在待焊焊件表面进行预熔处理,使表面熔化生成一层氧化层,然后用激光电弧复合焊接覆盖氧化层,达到增加熔深的目的。结果表明,激光预熔后进行激光电弧复合焊接,电弧明显收缩,熔深增加1.5倍左右,表面成形良好。激光预熔后,焊缝含氧量增加,熔池表面张力温度系数由负变正,使得复合焊接熔深增加。研究工艺参数对焊缝熔深和熔宽的影响,随着激光预熔功率的增加,熔深增加熔宽减小;随着电流的增加,熔深熔宽都增加,但激光预熔后的焊道增加更快。随着复合焊接速度的增加,熔深和熔宽都减小。随着复合焊接中激光功率的增加,熔深增加,对熔宽的影响较小。利用活性激光电弧复合焊接法,可以得到较为细小的焊缝组织,提高焊接接头的抗拉强度,能达到母材抗拉强度的95%,且面弯和背弯180°后未出现裂纹,表明接头具有良好的韧性。     

等离子电弧加热弯曲精确成形试验

为了实现等离子电弧加热的精确弯曲成形,采用等离子电弧沿直线对1Cr18Ni9Ti不锈钢板材进行加热弯曲成形试验,并用CMOS1303uc数字相机等硬件和相关软件在等离子电弧加热弯曲成形的过程中对弯曲角度进行实时检测,实现了对成形过程的闭环控制。试验结果表明:当扫描次数较少时,板材弯曲角度随扫描次数增加近似呈线性增大;当扫描次数较多时,由于增厚效应的影响,单次扫描弯曲角度的增量会不断减小,弯曲效率明显降低。为了确保加工过程的可靠性并提高成形效率,根据加工余量的不同将成形过程分为粗、中、精三个加工阶段,各个阶段分别采用不同的工艺参数进行加工,通过弯曲角度分别为20°和30°的不锈钢薄板的成形试验验证了该方法的有效性。     

等离子熔积直接快速制造金属原型技术

开发了等离子熔积直接快速制造金属原型技术。该技术以等离子束为热源，根据零部件计算机三维CAD模型，数字控制熔积枪或工作台运动，粉末材料在等离子体中被加热并沉积到基板表面或熔积层的熔池中，凝固并与之熔合后形成新的熔积层，直至完整的零件制作完成。所制造零件内部无孔隙，层与层之间完全冶金结合，可以用于金属原型或难熔难加工材料零件制造、表面修复等，具有重要的应用前景。     

等离子熔积/铣削复合直接制造高温合金双螺旋整体叶轮

采用等离子熔积与铣削复合制造技术，在等离子熔积成形过程中复合铣削精整，试制了难加工高温合金双螺旋整体叶轮样件，其组织性能和力学性能均高于采用传统工艺加工获得的叶轮。该技术解决了现有高能束熔积成形技术因无支撑和台阶效应造成的尺寸精度和表面质量不高的瓶颈问题，是难加工材料零件短流程、低成本、高质量无模精确制造的新的有效加工方法。     

工艺参数对激光直接烧结成形涂覆层的影响

用激光直接成形工艺对Ni基和Co基合金粉末进行了单道烧结试验，研究了不同工艺参数对成形性和表面质量的影响规律。采用SEM分析了单道涂覆层的组织特征，并以获得致密组织为目标对激光烧结工艺参数进行了优化。结果表明，合金粉末的烧结宽度主要受激光光斑尺寸的影响；烧结成形后得到的涂覆层组织呈现出快速凝固组织的结构特征；激光功率密度和扫描速度对涂覆层微观组织结构有显著影响。     

入射角对激光散斑测量表面粗糙度的影响

观察了当相干激光以不同入射角照射4个等级的平磨和外圆磨样块时记录的散斑图像中散斑强度的变化，通过分析可知对比度与表面粗糙度之间存在密切的关系，入射角又直接影响对比度，不同的入射角适合不同的加工方法和测量范围，因此找到合适的入射角可提高实验系统的精度和分辨率。     

不同波长激光对激光—MAG电弧复合焊接熔滴行为的影响

通过计算分析了金属对Nd：YAG激光和CO2激光的吸收率;以8.0mm厚高强钢板为试验材料,采用高速摄像系统观测熔滴过渡模式和等离子体形态的变化.建立脉冲MAG焊接熔滴力学模型,从熔滴受力角度分析了不同波长两种激光YAG激光和C02激光在激光—MAG焊接中对熔滴过渡形式和熔滴过渡频率的影响.结果表明,Nd：YAG激光和CO2激光输出特性存在差异,金属表面对YAG激光的吸收率约为CO2激光的3倍多;在焊接电流180A、焊接电压26V、光丝间距3mm的相同条件下,YAG激光—MAG电弧复合焊接熔滴过渡频率高于CO2激光—MAG电弧复合焊接的熔滴过渡频率,且熔滴过渡频率均随着激光功率的增加而降低,但是增加等量的激光功率,YAG激光—MAG电弧复合焊接熔滴过渡频率下降幅度更大;CO2激光—MAG电弧复合焊接过程中,熔滴的过渡形式由射滴过渡转变为颗粒过渡,在YAG激光—MAG电弧复合焊接过程中,熔滴过渡形式主要为射滴过渡.