機器人光纖激光熔覆裝備以及工藝研究.pdf

1、激光熔覆技術(shù)是一種先進的表面改性技術(shù)，它綜合了光、機、電、材料、檢測、控制等多門學(xué)科的內(nèi)容，在激光加工技術(shù)中占有重要的地位。為了采用激光熔覆技術(shù)進行高效率、低成本、高質(zhì)量的制備涂層，必須開發(fā)出高性能的激光熔覆設(shè)備。因此將機器人技術(shù)引入激光熔覆技術(shù)中，研發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進的機器人光纖激光熔覆系統(tǒng)設(shè)備，優(yōu)化工藝，對拓寬激光熔覆技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域具有十分重要的意義。
　　本文設(shè)計集成了一套機器人光纖激光熔覆系統(tǒng)，并基于該系統(tǒng)在45＃鋼基

2、體上進行Fe316L鐵基合金粉末的工藝試驗研究。本文完成的主要工作如下:
　　(1)激光熔覆加工機理的理論分析。在幾種激光表面改性技術(shù)的分析和比較后，闡述了選取激光熔覆技術(shù)的原因，分析了激光熔覆加工機理與特性，并對激光熔覆材料供給的兩種方式進行了描述，說明了選取同步送粉方式的理由，最后介紹了對熔覆層質(zhì)量產(chǎn)生影響的幾個重要工藝參數(shù)以及其影響機理。
　　(2)機器人光纖激光熔覆系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制方案的設(shè)計。根據(jù)待熔覆件的熔覆要求，

3、研究了光纖激光器、熔覆光學(xué)組件、送粉系統(tǒng)、機器人等關(guān)鍵部件的工作原理、特點和性能參數(shù)，做出了合理的選型;設(shè)計了氣路原理圖、水冷原理圖等輔助單元;基于MicroLogix1400 PLC控制模塊，設(shè)計了機器人激光熔覆系統(tǒng)的控制方案，闡述了其控制原理以及對系統(tǒng)各個組成部分的具體控制方式，從而完成了對整個系統(tǒng)的搭建。
　　(3)在45#鋼基體表面進行光纖激光熔覆Fe316L鐵基粉末的工藝試驗研究。設(shè)計了適用于鐵基粉末激光熔覆的復(fù)合同軸同

4、步送粉嘴，編寫工藝試驗的機器人路徑程序，確定工藝參數(shù)范圍，針對不同工藝參數(shù)下的樣品，分析了掃描速度、激光功率、送粉量、離焦量以及搭接率等因素在實際試驗時對熔覆層質(zhì)量的影響規(guī)律，并優(yōu)化了工藝參數(shù)，得到了一個合適的工藝參數(shù)范圍。
　　本文基于具體的工程實際應(yīng)用進行研究開發(fā)，其所研發(fā)集成的機器人激光熔覆系統(tǒng)設(shè)備在國內(nèi)處于先進水平，機器人技術(shù)的引入，大大提升了激光熔覆技術(shù)加工零件的復(fù)雜程度，自主研發(fā)的復(fù)合同軸同步送粉嘴改善了激光熔覆的送粉