三光束光内同轴送丝激光熔覆成形新方法研究

目的研究"三光束光内同轴送丝"激光熔覆新方法以及单向、多向单道熔覆成形效果。方法采用光线追迹法分析了三光束光斑几何特性,运用TracePro分析了光斑能量分布。利用研制的三光束光内送丝装置进行了单向以及多向单道熔覆实验,对其展开成形表面质量以及单道熔覆层的组织和硬度分析。结果 "三光束光内同轴送丝"激光熔覆新方法可以将原始圆形激光束整形为周向均匀分布的三个扇形光斑,三个光斑光通量均沿着z轴方向呈"尖顶状"分布,丝材能够被三个光斑均匀包裹。基材和丝材采用不锈钢304材料,丝材线径为0.8 mm,负离焦量为2.5 mm,激光功率为1500 W,扫描速度为3.5 mm/s,送丝速度为20.5 mm/s,展开单向和多向单道熔覆成形测试,丝材熔化充分,熔覆层表面均匀平滑。熔覆层形貌和质量基本不受扫描方向的影响。单道熔覆层和基体结合良好,组织整体比较细密,无气孔和裂纹等缺陷,熔覆层底部到顶部晶粒形态主要为树枝晶、柱状晶、胞状晶和树枝晶,熔覆层组织为铁素体δ和奥氏体γ,凝固模式为FA模式,熔覆层底部到顶部铁素体δ的主要形态为板条状铁素体、蠕虫状铁素体、骨架状铁素体和板条状铁素体。熔覆层的平均硬度(228HV)明显高于基材硬度,熔覆层底部到顶部的硬度过渡平稳,不存在明显软化区,组织整体比较细小致密,晶粒分布均匀。结论 "三光束光内同轴送丝"激光熔覆新方法可以实现光、丝耦合,基材和丝材采用不锈钢304材料,选择合理的工艺参数,可以获得理想的单向以及多向单道熔覆成形效果。     

不等高结构件激光近净成形闭环控制

利用光内送粉技术,基于法向分层的路径规划,结合层高测量系统,对不等高扇形结构件的激光熔覆成形实现了闭环控制。提出了一种分层分段控制的新方法,使成形件宽度一致。建立了速度比例-积分(PI)控制器,使实际总堆高达到了期望值,实现了结构件的高精度成形。     

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。     

仿射图形的计算机作图方法的研究

根据透视仿射理论，研究在计算机上作截切平面的方法，探讨截平面在工程中的实际应用．     

中空激光光内送粉熔池温度控制研究

在激光增材制造过程中,熔池温度的稳定性是表征加工过程稳定性的一个重要指标.设计一套控制熔池温度的闭环反馈系统,以达到控制熔池温度,提高成形件质量.基于C#编程软件实现了温度信号的传递,采用PID控制算法设计了温度控制器.实验结果表明,此系统能实时、准确地实现熔池温度的闭环控制,能够有效消除直壁墙熔覆过程中因热累积而造成...     

基体对激光熔覆层开裂的影响

本文从基体的材质,形状,结构,表层状况及处理方式分析地激光熔覆层开裂的影响。     

数控车床加工的常见问题研究

数控机床是一种技术密集及自动化程度很高的机电一体化加工设备。本文从实际生产出发分析了数控加工中硬件方面对零件加工精度的影响,解释了原因,并提出了解决问题的方法。     

回转误差精确测试与特征评定值

推导并建立了在主轴回转误差测试中不受标准球偏心影响的表征主轴回转精度的数学模型。经推导和仿真处理，得出当主轴回转误差分解为不同频次的径向圆周运动或单向谐振动时，机床加工的各种形状、尺寸、形位误差的精确特征评定值。     

核阀密封面激光熔覆层稀释率控制研究

采用5KW横流CO2激光器对1Cr18Ni9Ti核阀密封面进行了Co基合金激光熔覆处理，测定了激光熔覆层的受基体成分稀释的稀释率，并将其微观组织形貌、稀释率与等离子喷焊处理的同种试件进行了对比分析，结果表明：在保证与基体良好冶金结构的条件下，激光熔覆层的稀释率远小于等离子喷焊层，激光熔覆层还具有组织细密、晶粒度高和硬度高的特点，进而分析探讨了对激光熔覆层的稀释率控制。     

游标式分度刻盘的激光加工工艺研究

利用CO2脉冲激光器对1Cr18Ni9不锈钢板进行激光蚀刻, 探究高精度刻线的刻度盘的加工工艺。主要研究辅助气体、焦深、光斑移动速度等激光加工工艺参数对刻槽的影响, 优化工艺参数, 以求获得良好的几何精度和理想的刻槽轮廓。研究结果表明: 基于1Cr18Ni9不锈钢、使用压缩空气, 不同类型喷嘴对试样无明显区别, 气压过低、距离过近都会使试样产生熔渣或黏结, 连续调节焦深和光斑移动速度可获得理想的焦深范围和速度。针对后续的大批量生产的要求, 相应提出改进的工艺方案, 使其精度和可靠性达到更高的要求。