鎳合金零件激光熔覆成形工藝研究.pdf

1、激光熔覆成形技術(shù)具有成形速度快，材料適用范圍廣，制造柔性高等優(yōu)點(diǎn)，能夠制造出在傳統(tǒng)加工方式下難以加工的零件。但是，由于熔覆成形過程涉及多個工藝參數(shù)的相互耦合，同時金屬粉末快速熔化、凝固以及熔池內(nèi)存在高溫高熱、對流傳質(zhì)等現(xiàn)象，使得成形質(zhì)量很難控制。因此，研究工藝參數(shù)對成形精度、成形組織及其性能的影響規(guī)律對于提高成形質(zhì)量具有重要意義。
　　本文討論了目前激光熔覆成形精度控制、成形質(zhì)量控制和多孔零件成形的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，建立了單道熔

2、覆層形貌預(yù)測模型、多道搭接熔覆搭接率預(yù)測與修正模型以及三維實(shí)體成形過程中Z軸單層抬升量預(yù)估計(jì)模型，通過實(shí)驗(yàn)研究了工藝參數(shù)對熔覆層宏觀形貌、熔覆層組織形態(tài)、力學(xué)性能等方面的影響規(guī)律。主要包括以下內(nèi)容：
　　首先，基于熔池能量輸入與熔覆層寬度的關(guān)系建立了熔覆層形貌預(yù)測的數(shù)學(xué)模型，確立了工藝參數(shù)與熔覆層形貌的函數(shù)關(guān)系，能夠直觀地反映工藝參數(shù)對熔覆層形貌的影響，可以用于優(yōu)化工藝參數(shù)獲得所需要的熔覆層形貌。對于精度要求更高的場合，建立了基于

3、ANSYS瞬態(tài)溫度場的幾何形貌數(shù)值模擬。
　　然后，分析了工藝參數(shù)對多道搭接熔覆層高度均勻性的影響，確定了工藝參數(shù)與多道搭接率的匹配關(guān)系，建立了搭接率預(yù)測與修正模型，提高了熔覆層表面平整性能。在單道熔覆和多道搭接基礎(chǔ)上進(jìn)行多層堆積熔覆成形實(shí)驗(yàn)，建立了Z軸單層抬升量預(yù)估計(jì)模型，可確保成形件的宏觀尺寸精度。同時，通過掃描路徑控制法，進(jìn)行多孔件激光熔覆成形實(shí)驗(yàn)，研究了不同偏移距對孔隙度和通孔率的影響規(guī)律，研究結(jié)果為多孔件的制備提供了實(shí)驗(yàn)