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。     

激光熔覆成形试验研究及结果分析

进行了以Ni基合金粉末、316L不锈钢合金粉末为熔覆材料的激光熔覆成形试验,得到了组织致密无缺陷的金属零件;针对激光熔覆中的裂纹问题,进行了Ni基合金粉末单道、多道和梯度材料熔覆过程的裂纹试验,分析了材料成分对裂纹产生的影响;进行了超声振动下的激光熔覆试验研究,初步结果表明,在熔覆过程中引入超声振动不仅可细化熔覆层的组织,还可有效提高熔覆层的硬度.     

矿用液压支柱激光熔覆不锈钢涂层试验研究

为解决液压支架耐磨性和耐腐性问题,采用激光熔覆技术对液压支柱表面进行熔覆不锈钢涂层,并对激光熔覆液压支柱的硬度、耐磨性和耐腐性等性能进行了测试试验。测试显示,采用激光熔覆不锈钢涂层对液压支柱表面涂层后,液压支柱硬度、耐磨性和耐腐性显著提高。从而说明激光熔覆技术可改善液压支柱的性能,为矿井安全开采提供了技术支撑。     

一种新型液压轴向柱塞泵的设计

该文介绍了利用大功率CO2激光器对柱塞泵球墨铸铁缸体配流副熔覆青铜合金的试验。试验分析了激光熔覆组织对熔覆层耐磨性的影响，获得了理想的铜合金熔覆层。在此基础上采用球墨铸铁激光熔覆铜合金缸体，开发出了新型柱塞泵。激光熔覆后的新型柱塞泵耐磨性比原工艺提高了30％；噪声由原来的85dB（A）左右下降到73dB（A）。     

浅谈304钢高速激光熔覆过程中扫描顺序对熔覆层组织性能影响的研究

本文分析研究在高速激光熔覆过程中预置送粉激光熔覆对304钢的组织性能和力学的影响,通过在27siMn钢表面行预置送粉多层累加激光熔覆试验,对比试验过程中激光扫描顺序不同的四个区域的材料显微组织、力学性能和拉伸断口形貌差异,发现激光熔覆材料主要呈现具有典型定向凝固特征的柱状晶,C区、D区的晶粒尺寸较大,而A区和B区的晶粒尺寸略小。A区、B区两个区域的平均抗拉强度以及延伸率均略高于C区和D区。断口表面为典型韧性断裂特征,即断口部位均匀分布有韧窝,局部可见具有脆性断裂特征的光滑表面。从而得出,高速激光熔覆304钢后熔覆区域的显微组织中的柱状晶较先熔覆区域的柱状晶粗大,而平均抗拉强度和平均延伸率则较先熔覆区域有所降低。熔覆后拉伸断口表现为韧性断裂,局部为脆性解理断裂,且存在夹杂现象。     

中镍铬合金铸铁的激光熔覆修复研究

本文是利用转镜扫描技术得到的线光斑对中镍铬合金铸铁窄带激光熔覆,为了减少试验次数,并排除不必要的试验参数,用正交试验法对激光熔覆处理效果的最大影响因素(P、V、B或D)进行试验方案设计.最后对试验结果进行分析比较获得最佳工艺参数.     

激光熔覆成形金属零件中微裂纹的减少和消除

激光熔覆成形技术是近年来发展起来的一种新的快速原型制造技术,该技术将快速原型制造技术和激光熔覆表面强化技术相结合,既保留了快速原型制造技术中能够快速制造复杂零件的特点,又具有成形零件性能优良、组织结构致密的优点,是快速原型制造技术中一个重要的发展方向.激光熔覆成形技术的一个亟待解决的问题是成形零件中的微裂纹问题,通过理论分析激光熔覆成形技术和激光熔覆表面强化技术之间的区别,找到了减少和消除激光熔覆成形金属零件中产生微裂纹的一个突破点,这就是激光熔覆成形中的基体材料.对多种基体材料及其预热温度和多种合金粉末材料进行了试验研究,重点研究基体材料对激光熔覆成形零件过程中微裂纹的影响,获得了激光熔覆成形的金属试样.通过理论分析和试验研究,得出以下结论在适当选择基体材料及其预热温度和合金粉末的条件下,完全能够减少和消除激光熔覆成形过程中产生的微裂纹.     

纯Cr粉末激光熔覆技术研究

利用激光在PCrNi3Mo钢上熔覆纯Cr粉末，采用多道搭接技术实现了大面积激光熔覆，利用预热技术有效地消除熔覆层的裂纹。试验结果表明，获得了激光熔覆的最佳工艺参数，激光熔覆层均匀连续，无宏观气孔和裂纹，激光熔覆层与基体发生了冶金结合。熔覆层组织紧密，细化了晶粒和组织结构，硬度和耐磨损性能较高。     

磨损轴面激光熔覆过程的数值模拟及试验

为了避免激光熔覆过程产生微裂纹缺陷,对磨损轴面激光熔覆过程的热力耦合问题进行研究。根据磨损轴面激光熔覆试验建立其非线性瞬态分析数学模型,并引入有序网格离散算法进行轴面激光熔覆有限元建模,通过ANSYS参数化设计语言(APDL)和单元生死法编程实现金属粉末圆周堆积的瞬态热-力循环及其耦合问题求解,获得了熔覆过程的三维温度和热应力分布规律。结果表明,熔池的温度梯度较大且光斑中心靠后位置的温度最高(2035.99℃),各节点瞬时温度衰变规律具有相似性和时间滞后性;热应力与温度梯度对应,冷却后的应力(约279 MPa)集中于热影响区(HAZ)且靠近覆层材料边沿侧,这与试验获得的激光熔覆残余应力基本吻合,可用于优化损伤轴面激光熔覆工艺及质量。     

激光熔覆制备马氏体不锈钢涂层的研究

全面综述了国内外激光熔覆技术制备马氏体不锈钢涂层方面的研究进展,重点综述了激光熔覆技术及激光工艺参数、热处理参数、强化元素和添加物等因素对激光熔覆制备410、420、431、17-4PH马氏体不锈钢涂层组织与性能的影响。此外还提出了激光熔覆制备马氏体不锈钢涂层主要存在的问题和今后的发展方向。     

高硬度多微孔小型零件激光表面精密熔覆钴基合金涂层提高耐冲蚀性能研究

高硬度多微孔小型零件的结构特点为其表面熔覆强化带来了较大难题。采用辅助工艺装置及同轴送粉激光熔覆方法对以阀座为代表的高硬度多微孔小型零件进行激光表面熔覆钴基合金涂层强化处理。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计及激光显微镜等分析、测试仪器对激光熔覆层宏观形貌、微观组织及显微硬度进行表征,采用燃油喷射试验台对激光熔覆及未熔覆处理阀座使用寿命进行对比考核测试。结果表明,采用纯铜辅助工艺装置,在保证熔覆层良好成形的同时,避免了高硬度小型零件在激光熔覆过程中烧蚀、高温回火等现象的产生,有效解决了小型零件激光熔覆难题。采用镶嵌碳棒的方法有效地解决了熔覆层堵塞微孔的难题。激光熔覆后的钴基合金涂层主要由γ-Co、CoCx、Cr23C6、W5Si3等相组成,微观组织表现为由枝晶及共晶组成的亚共晶组织。熔覆层与基体之间形成了良好的冶金结合。激光熔覆处理后的阀座表面耐油流冲蚀性能明显增强,使用寿命提高40%。     

激光功率对熔覆层性能的影响

8 000 W大功率半导体激光器得到了工业化应用,熔覆加工效率得到显著提升。为了明确激光熔覆效率提升后的熔覆效果,采用8 000 W及3 000 W半导体激光器,通过粉末预置法在27SiMn钢材质上进行了4种激光熔覆工艺试验。取样检测并分析了不同功率密度下激光熔覆样品的性能。结果表明,工艺参数选择不当可使界面结合不良,同时影响试样耐腐蚀性能;熔覆功率越高,熔覆试样硬度越高;熔池吸收的有效功率密度越大,作用时间越长,则热影响区组织越粗大。     

浅析激光熔覆高速钢刀具制备工艺过程

刀具表面强化处理是提高刀具耐磨性及其使用寿命的重要途径之一.将激光熔覆技术的优势和切削加工对高速钢刀具的使用要求结合起来,分析了激光熔覆改善高速钢刀具性能的可行性和经济性,研究了激光熔覆制备高速钢刀具的工艺流程,针对熔覆过程中出现的主要问题,如合金粉末的研制、激光工艺参数的优化和熔覆层裂纹倾向等进行了探讨并给出了具体的...     

矿用扁平链激光熔覆分层轨迹的研究

为了实现矿用扁平链的激光熔覆再制造修复,采用激光熔覆技术在扁平链表面制备铁基激光熔覆层,对熔覆层分层轨迹进行研究。首先通过3维扫描技术获取磨损链的3维点云数据,应用逆向工程和CATIA软件求取磨损部位的缺损模型,利用MATLAB软件进行分层算法仿真,根据求取的最佳熔覆方向与层厚进行熔覆试验。结果表面,熔覆层与基体结合良好,熔覆层硬度明显高于基体硬度,验证了分层算法的有效性,为同类型材料或链式结构的再制造修复提供参考依据。     

激光熔覆技术在空压机叶轮修复上的应用

采用激光熔覆技术对空压机叶轮进行修复,详细介绍了激光熔覆技术的基本特点、试验方法及应用效果。     

新型激光熔覆冷却装置设计

在激光熔覆过程中,温度是影响熔覆层质量及熔覆效率的主要因素。现有的温度控制方法主要通过调整工艺参数、物理冷却熔覆头喷嘴等方式实现,普遍存在熔覆效率低和温度控制效果差等问题。本文提出了通过冷却装置实现对基板或工件进行物理冷却的温度控制新方法,该装置可有效控制熔覆温度,提高激光熔覆质量及效率。     

激光熔覆技术的发展现状及展望

通过对国内外激光熔覆技术现状的研究,概括了激光熔覆技术的适用材料,工艺流程及发展优势,以及激光熔覆技术在现阶段的发展动态及存在的问题,最后探讨了激光熔覆技术的发展前景。     

激光熔覆修复叶片的过渡区力学性能试验研究

利用激光熔覆技术在TC4钛合金叶片表面上使用TC4粉末进行增材制造,通过相关试验进行了TC4钛合金激光熔覆区和过渡区的微观组织、拉伸力学性能和冲击韧性研究。试验结果表明:基体和熔覆区达到了良好的冶金结合效果;熔覆区和过渡区之间的力学性能受温度影响非常显著,在横纵方向上略有差异;过渡区的冲击韧性值高于熔覆区,表明过渡区拥有更好的抗冲击性能;熔覆区和过渡区的力学性能达到航空钛合金使用标准,说明将激光熔覆技术应用于TC4叶片修复具有一定的可行性。     

激光增材制造过程低碳建模与工艺参数优化

激光增材制造是基于高能激光束快速熔覆金属粉末成形的工艺,其工艺过程时间长、能耗大会导致产生大量碳排放,基于此,系统分析激光增材制造过程的碳排放特性,建立激光增材制造过程碳排放模型;在此基础上,以碳排放、粉末利用率及熔覆质量为优化目标,建立激光增材制造过程工艺参数多目标优化模型,提出一种结合改进非支配排序与人工鱼步长人工鱼群求解算法,解决模型求解后期寻找参数解集盲目性大、目标函数解集均匀性差问题,通过熵权-灰色关联分析综合Pareto最优解集法获取最优工艺参数组合。最后,以LDM4030激光增材制造装备为试验平台进行激光熔覆试验,试验结果表明：该模型及算法可有效降低激光增材制造过程碳排放,提高粉末利用率,保证熔覆质量,为我国激光增材制造装备产业实现碳达峰、碳中和提供一条有效途径。     

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。