水液压集成阀块机器人激光熔覆仿真系统设计

为了解决水液压系统中元器件因采用传统减材方式生产而带来的体积大、质量重、集成化程度低及压力损失严重等问题,提出采用虚拟仿真系统对其进行增材制造成型研究。该机器人激光熔覆仿真系统以Robotstudio为依托,采用六轴机器人为平台,配备变位机与可定位工作台,可实现各类复杂零部件的虚拟仿真;通过虚拟控制器系统的设计与程序调试,可实现在仿真系统中对激光熔覆宽高比、熔覆速度等工艺参数的调试;通过对垂直相交孔道模型的仿真与实际加工,验证了该虚拟仿真系统的可靠性与真实性。另外,该虚拟仿真系统可实现多对象选择及多任务运行、工艺规划与模拟、程序调试与仿真等全过程功能。     

激光熔覆再制造缸筒内壁的轨迹规划

对于液压缸缸筒内壁的激光熔覆再制造,在加工环境和扫描路径等方面与常规激光熔覆有着较大的区别。尤其是激光熔覆的工作环境位于缸筒内腔,在激光熔覆过程中一些没有被完全利用的粉末不能及时排出到工作环境之外,在缸筒内壁积累的粉末会直接影响到内壁熔覆效果。为此采用非均匀有理B样条(NURBS)曲线的路径规划。结果表明,在激光功率为1600 W、扫描速度为6 mm/s、送粉速率为12 g/min及NURBS曲线规划的路径下制备的熔覆层组织结构致密、无缺陷,证明NURBS曲线等弧长插补方法是一种可行的轨迹规划方法。     

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。     

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。     

复杂构件激光熔覆轨迹的干涉检测及修正

针对激光扫描复杂构件受损面加工过程中,光束易与零件发生干涉的问题,提出复杂结构零件激光轨迹的干涉检测及修正算法.以逆向点云数据为基础,构建预期轨迹插补点数据结构.根据扫描轨迹采用法向投影建立碰撞域,快速排除非干涉激光束,粗检出可能发生干涉的路径点.构建四叉树索引精确搜索干涉点,计算干涉角,考虑光束半径补偿误差,确定相应...     

激光熔覆技术在零件修复上的应用

激光熔覆技术在20世纪后期逐步发展起来,国际上对此有着大量报道,其应用前景十分广阔,国内近两年也有了许多成功经验。 激光熔覆是一种新的表面改性技术,它通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起快速熔凝,在基材表面形成与基材相互融合的且具有完全不同成分与性能的合金覆层。与传统修复方式相比这种技术有着如下几种独特优势。     

球墨铸铁的激光熔覆研究

常温下采用激光熔覆工艺修复球墨铸铁工件,存在熔覆层裂纹的问题。采用镍基合金能够改善裂纹情况,但基材界面裂纹问题依旧无法得到解决。因此,采用预热+后热的热处理工艺,消除了激光熔覆的裂纹问题,获得良好的熔覆层,恢复了球墨铸铁工件原有尺寸,提高了表面的综合性能,延长工件的使用寿命。     

激光熔覆温度场的研究现状

介绍了国内外激光熔覆温度场的计算研究现状,分析了各种计算模型,找出了模型的不足之处,为今后正确模型的提出提供了一定的理论参考。     

激光熔覆Ni基合金的工艺和组织研究

用5kWCO2激光器在45钢基体上进行了自动送粉的熔覆处理。通过宏观和微观分析表明，只有综合工艺参数和送粉量符合一定条件时，才能得到良好的熔覆层。     

应用激光熔覆技术提高核阀零件质量

选用5kW横流激光器在核阀阀瓣密封面奥氏体基体上熔覆Co基自熔合金,采用预置粉末法进行激光熔覆改性研究。与常规等离子喷焊层(电弧堆焊层)对比,结果表明:核阀阀瓣密封面经激光熔覆处理后,能获得厚度达3.0mm、表面光滑平整无裂纹的合金层,组织和性能均明显优于喷焊和堆焊工艺。     

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。     

铜合金表面激光熔覆研究现状

为了提高铜合金的表面耐磨性能,激光熔覆技术已被用于铜合金的表面处理;总结了铜合金表面激光熔覆的特点,评述了铜合金表面熔覆材料体系的研究现状和激光熔覆技术工艺,分析了熔覆层的表面性能,阐明了铜合金表面激光熔覆存在的主要问题和相应改进途径,并提出了今后的研究方向。     

无缝线路磨损钢轨激光熔覆自动修复方式的研究

由于列车的高速化和重载化,钢轨磨损问题越来越严重,采用修复质量高、修复速度快的激光熔覆技术可以对其进行在线快速修复。为此,采用三维扫描仪首先对磨损钢轨进行扫描,然后将扫描点云数据进行三维重构、路径规划及数据格式转换,最后利用优化的数据驱动机器手臂和激光熔覆装置对磨损钢轨进行自动修复。修复工艺结果表明,对5 mm的磨耗层进行7层修复,利用修复道与道之间和层与层之间的回火作用,修复层的组织马氏体含量少,硬度为330~360 HV;经过600℃回火处理10 min后,加入钒元素的铁基合金粉末激光熔覆修复后钢轨母材、热影响区、修复层硬度均在300~340 HV,组织为回火索氏体;修复钢轨的耐磨性约为钢轨母材的87%,达到修复目的。     

钴基合金激光熔覆覆层截形与显微硬度关系的调控研究

在采用钴基合金粉末对核阀密封面进行激光熔覆时,基于激光熔覆道截形常呈半月形、熔覆层由表及里存在硬度梯度以及环形熔覆道失圆和不平整的事实,提出应对熔覆带宽度,并给出合理的工艺尺寸,以保证机加工后在得到足够宽的密封面的情况下,有理想的表面硬度值与之匹配。在实验基础上建立了熔覆道截形曲率半径的数学模型、熔覆层显微硬度梯度分布的数学模型,构建了等厚度熔覆条件下以最少粉末用量为目标函数的覆层截形与显微硬度关系调控的优化设计模型,具有一定的理论和应用价值。     

Ti6Al4V激光熔覆材料合金体系与熔覆工艺研究

在Ti6A14V合金表面进行了TiC、Ti 33％TiC、纯Ti粉多种材料体系的激光熔覆试验研究，获得了表面质量较好的激光熔覆层。通过对不同材料熔覆层宏观质量的对比分析，选择出了适宜的熔覆材料体系和激光熔覆工艺参数。     

激光熔覆合金粉末试验研究

将Ｎｉ－ＷＣ、Ｎｉ基、Ｆｅ基３种合金粉末的不同配方采用激光熔覆于母材上进行耐磨试验研究，对激光熔覆与未熔覆试样进行了对比试验，并给出了适合实际工程应用的较为合理的合金粉末配方。     

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.