倾斜薄壁回转体件激光熔覆成形工艺

研究了倾斜薄壁回转体件激光熔覆成形工艺。采用逐级降低激光功率的工艺参数组合方案,进行了倾斜薄壁回转体件的激光熔覆成形试验,成功在Q235钢板基体上制备出圆台形倾斜薄壁回转体件;分析了激光熔覆熔池自身重力和热胀冷缩的双重作用对倾斜薄壁回转体件成形性的影响,采用光学金相显微镜对圆台形倾斜薄壁回转体件内部组织进行检测,采用维氏硬度计进行了成形件的横截面硬度的测定并绘制硬度曲线。结果表明:圆台形倾斜薄壁回转体件内部微观组织以柱状晶和平面晶为主,组织致密,内部无气孔、裂纹以及夹渣等缺陷,成形件内部硬度均匀,集中在400～410 HV10之间,近顶端硬度发生突变,达到470 HV10。     

1Cr17Ni2不锈钢表面激光熔覆层的微观组织和性能研究

在1Cr17Ni2不锈钢表在进行激光熔覆.分析了激光熔覆单道熔覆层热裂纹形成机理以及微观组织分布特征;对熔覆层多道多层搭接进行了实验,采用优化的工艺参数堆覆制造了无裂纹、气孔等缺陷的致密薄壁件试样,对试样横截面微观组织特征和硬度分布规律进行了分析.分析表明,激光熔覆组织成分均匀,组织致密、具有快速熔凝组织特征并且性能优...     

激光多层熔覆成形温度场数值模拟和工艺优化

对激光熔覆成形制造过程中进行多层熔覆时的传热行为进行了数值模拟,分析了激光功率、扫描速度、扫描间隔时间以及对流换热系数对多层熔覆成形中熔池尺寸及其稳定成形的影响,获得了保持熔池尺寸和成形条件稳定条件下的优化的激光熔覆工艺参数.     

激光成形金属零件技术在模具制造中的应用

快速原型制造技术(RP)可以根据三维CAD图形直接制造出具有复杂内部结构的工件，简化了产品工艺过程，大大节约了产品成本，提高了产品的生产效率。激光成形金属零件技术可以直接或间接制造出全密度、接近无需加工的产品，适合用于模具快速成形制造。介绍了激光熔覆成形和激光烧结的原理及工艺过程，并探讨了提高激光成形质量的一些措施。     

激光熔覆加工头聚焦性能及成形工艺研究进展

激光熔覆作为一种十分有前途的制造技术,已在工业中广泛用于部件修复、表面改性以及增材制造等领域。在激光熔覆系统中,激光熔覆加工头是其关键核心部件,可以在基材表面实现激光束、熔覆材料和熔池之间的精准耦合并形成连续熔覆层。激光熔覆加工头内置有光学镜组,主要用于激光束的传输、变换和聚焦,可以根据不同的加工需求对光束进行处理。主要从分析激光熔覆加工头聚焦性能对熔覆成形工艺影响的角度出发,综述了加工头的设计及其成形工艺的发展,具体包括光斑尺寸、光斑形状、光斑能量分布、激光功率、光源特性等对材料沉积速度、材料利用效率、熔覆层质量等的影响。首先按照激光熔覆的材料类型和材料与激光束的耦合形式,对激光熔覆光料耦合方式及加工头进行了简要概述,并对成形工艺造成的影响进行了总结。其次分别讨论了连续高斯光束和平顶光束以及脉冲激光的聚焦性能对熔覆层的影响,同时概述了3种不同形状光斑（圆形、矩形、环形）的能量分布特性和光斑尺寸对成形工艺的影响;接着研究了激光能量密度对熔覆层质量的影响;基于超高速激光熔覆技术分析提出透镜长焦深聚焦特性能够大幅提升激光熔覆的加工效率。最后展望了激光熔覆加工头聚焦性能在成形工艺上的发展趋势...     

镍-青铜合金激光熔覆成形工艺研究

利用激光熔覆成形技术制备镍-青铜合金,成形件表面平整无变形.显微组织为细小而致密的柱状晶.对不同激光功率、离焦量和供粉量条件下显微组织和显微硬度的变化进行了研究,确定了优化的工艺参数.显微硬度分布在160-180 HV0.2之间,能谱分析和X衍射分析表明成形件成分均匀无偏析.     

TC4钛合金的激光快速成形特性及熔凝组织

在惰性保护气氛中对TC4钛合金的激光快速成形特性进行了试验研究。结果表明,虽然影响TC4钛合金激光快速成形的工艺参数较多,但其作用是通过对激光沉积特性的影响来体现的。显著影响成形过程沉积特性工艺参数主要包括单层熔覆厚度、单道熔覆宽度、Z轴的单层行程ΔZ和多道间搭接率,必须对其进行严格控制。成形件的熔凝组织由细小的针状马氏体α′和原始β晶界组成,各层之间为致密的冶金结合。和锻造TC4钛合金相比,激光快速成形过程的快热快冷使α—Ti固溶体的固溶度增大。     

激光熔覆成形的熔池形貌及熔池温度研究综述

激光熔覆成形技术是一个涉及到光、粉、气多物理场耦合的复杂过程,其最小的成形单元熔池是整个累加制造的基础,熔覆过程中熔池的稳定能提高成形的尺寸精度和熔覆质量。通过工艺参数优化、数值模拟、在线监控构建闭环控制等方法,对熔池几何形貌、熔池温度进行控制,保证熔覆过程中熔池的几何形貌和温度的稳定,能有效提高熔覆质量。总结了近年来国内外关于激光熔覆成形的熔池形貌及熔池温度的研究现状以及发展趋势。     

光内同轴送粉激光熔覆堆积扭曲薄壁件工艺参数的控制

基于光内同轴送粉激光熔覆成形技术,在45钢基体上进行扭曲薄壁件的堆积。对扭曲薄壁件的倾斜角度、扫描路径、Z轴增量、熔池温度进行控制,分析各自的影响因素。通过斜壁堆积模型和倾斜度试验,得到了熔覆堆积的极限倾斜角。针对扭曲薄壁件的成形过程,设计了光头层间不停光连续扫描和光头层间停光间断扫描等2种扫描路径,并确定光头层间停光间断扫描为合适的扫描路径。通过对Z轴增量和熔池温度的控制,得到了外观光滑、表面粗糙度值低、壁厚均匀、成形质量较高的成形件。     

基于红外热像的激光微细丝成形过程热累积研究

激光微细丝增材制造技术是一种能快速成形小型零件的制造技术,但由于受制造过程中热累积效应的影响,往往无法保证对成形零件的精准控形控性。针对这一问题,本文利用标定后的红外热像仪采集单道多层薄壁零件的表面温度,研究其制造过程温度场特征变化规律及热累积效应,为成形工艺的优化提供依据。结果表明：利用红外热像仪可实现对薄壁堆积过程温度场演化规律的研究,随着熔覆高度的增加,高温区域面积逐渐增大,热累积效应明显增强。熔覆过程中,热量向下传导,散热条件逐渐变差,各层冷却速率随层数增大而减小,直至趋于平稳。此外,当熔覆层数大于15层时,热累积效应不再对15层以下熔覆层产生影响。     

316L不锈钢激光快速成形的微观组织模拟

针对316L不锈钢激光快速成形(LRF)薄壁试样的凝固组织形态分布,从凝固理论出发,建立了激光快速成形柱状晶/等轴晶转变(CET)及一次枝距λ_1与有限元温度场耦合数值模型,模拟了成形高度为2.8 mm的LRF薄壁试样凝固组织形态及分布。结果表明:316L不锈钢LRF组织由致密、均匀、外延生长的细长柱状晶组成,一般不发生CET转变,组织中λ_1在6.5—17μm范围内,且随熔覆高度的增加而逐渐增大,模拟结果与实验符合很好。在此基础上,对成形高度为40 mm薄壁件的凝固组织形态及分布进行了预测。     

钛合金单道激光熔覆工艺的研究

为获得钛合金单道单层激光熔覆的最优工艺参数,采用正交实验方法,进行激光熔覆成形试验。先找出激光功率、扫描速度和送粉速率对熔覆层几何尺寸的影响规律,再对比不同工艺条件所得熔覆层的表面及截面质量。通过对比分析,得到一组用于单道单层激光熔覆的最佳工艺参数组合,为以后激光熔覆成形试验提供了数据参考。     

激光熔覆成形致密金属零件试验研究

利用基模CO2激光器进行了单道无搭接熔覆成形Ni25材料试验,获得了致密金属零件,对成形件组织进行了分析研究。得出结论,利用该技术,完全可以获得组织致密、层间形成良好冶金结合、无内部缺陷的工件。     

TC11钛合金空气导管凸台激光熔覆修复工艺

采用激光熔覆工艺对航空发动机TC11钛合金空气导管磨损件进行修复工艺实验。通过分析熔覆层表面成形、显微硬度及微观组织形貌,选出合适的工艺参数,制定合理的工艺流程,完成了空气导管的修复。结果表明:修复区组织细密,机械加工后的外形尺寸满足图纸要求。因此,采用激光熔覆技术对TC11钛合金空气导管磨损件进行修复是可行的。     

激光熔覆快速成型致密金属零件的试验研究

激光熔覆成型能改善快速成型技术的基本工艺使之能够在快速，精确制造零件的同时提高零件的强度等力学性能，使快速成型技术突破目前多用来制造原型和模型的现状，直接生产高性能零件。本文对激光熔覆快速成型致密金属零件进行试验研究，介绍了试验装置的组成，通过单层和多层试验研究，获得了激光功率，扫描速度和光斑直径对激光熔覆成型的影响规律，获得了激光熔覆成型的金属零件。     

铝表面激光熔覆陶瓷原理和工艺的研究

研究了激光熔覆陶瓷的物理过程，发现原来熔覆合金的模型不符合激光熔覆陶瓷的情况，提出了新的激光熔覆模型，研究了激光熔覆工艺参数对陶瓷涂层质量的影响，得出了获得良好涂层的工艺条件，在铝基体表面成功地获得了均匀致密的ＳｉＯ２涂层和Ａｌ２Ｏ３涂层，涂层内部致密无缺陷，涂层与铝基体结合良好。     

摆动参数对铝合金电弧增材制造薄壁成形形貌及尺寸的影响

电弧增材制造成形普遍存在结构件的形貌误差较大和精度控制难的问题,针对摆动钨极惰性气体保护焊(Weaving-gas tungsten arc welding, W-GTAW)热源铝合金增材制造过程,研究了不同摆动角度及摆动左右停止时间条件下增材制造薄壁的尺寸和成形形貌特点。对比常规GTAW电弧增材制造,W-GTAW薄壁成形件可以获得更小的基板熔透量,并且摆动速度和摆动左右停止时间越小,薄壁高度越高,当摆动速度为3.0×10^-2 rad/s、摆动左右停止时间为0.15 s时,薄壁熔覆高度为15.91 mm,仅次于常规GTAW薄壁成形件;对于薄壁壁厚,在电弧摆动左右停止时间为0.25 s条件下的W-GTAW成形件壁厚为13.83 mm,相较于常规GTAW壁厚增加了2.67 mm,并且此条件下基板两端翘起角度仅为0.2°;对比常规GTAW增材制造技术,W-GTAW得到了最大精度为0.92的薄壁,而在试验条件下,适当增大摆动角度和摆动左右停止时间,薄壁尺寸精度可以得到进一步提升。     

激光熔覆成形过程的检测与控制研究进展

激光熔覆成形(laser cladding forming,LCF)是近年来发展起来的一种先进制造技术,可用于金属零件的表面改性、成形及再制造。激光熔覆成形过程伴随着复杂的物理和冶金现象,且激光加热和冷却过程极快,成形组织与性能受诸多因素影响,其中熔池的温度场和几何形状及熔覆层形貌对零件质量的作用至关重要,通过对这些信息的检测和控制,可以对熔覆层质量和缺陷进行预测和调控,从而保证成形性能。因此,激光熔覆成形过程的检测和控制已成为激光材料加工和成形领域的研究热点。对激光熔覆成形过程相关熔池和熔覆层参数的测量和控制方法、检测系统及应用进行了回顾和分析,并提出了未来的发展方向和趋势。     

激光微熔覆沉积工艺中TC4粉末精确喷射技术研究

在目前的激光熔覆沉积制造a工艺中,送粉技术主要是利用气体大量送粉,粉末输送精度不高,导致熔覆过程中粉末的利用率低且制造精度不高.利用微流体数字化喷射技术来实现粉末的精确喷射,并利用搭建的激光微熔覆成形制造系统,研究了钛合金粉末单喷管和双喷管精确喷射时参数对喷射精度的影响,并进行了对比.利用单喷管送粉进行了单道熔覆实验,...     

激光熔覆技术研究进展

激光熔覆技术是一种先进的材料表面改性技术,具有稀释率小、熔覆层组织致密、涂层与基体结合良好及工作环境无污染等优点。从激光熔覆喷头、激光熔覆工艺、激光熔覆材料、激光熔覆技术的工业应用这4个方面,综述了激光熔覆的研究进展。其中,在激光熔覆喷头方面,介绍了激光光斑的种类及转换原理和熔覆材料的引入方式,总结了激光束与粉束的耦合模式和熔覆喷头的种类,包括旁轴送粉熔覆喷头、光外同轴送粉喷头、光内同轴送粉喷头以及特殊工况下的熔覆喷头。在激光熔覆工艺方面,阐述了工艺参数对熔覆层宏观形貌和组织性能的影响,总结了激光熔覆复合工艺的辅助加工方法,论述了超高速激光熔覆新工艺的原理及技术优势,并介绍了激光熔覆过程控制的研究进展。在激光熔覆材料方面,阐述了熔覆材料的种类及增强相的添加方式。在激光熔覆技术的工业应用方面,介绍了激光熔覆技术在矿山机械、模具再制造以及铁路修复等领域的应用。最后对激光熔覆技术的发展趋势及应用前景做出了展望。