激光熔覆中金屬熔池光熱輻射機制及光譜檢測.pdf

1、金屬零件的增材制造技術(shù)近年來在國內(nèi)外受到廣泛的關(guān)注，成為最有發(fā)展前途的先進制造技術(shù)之一。作為其核心技術(shù)的激光熔覆技術(shù)，經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展，在設(shè)備、工藝和材料等方面取得了一定成果，但其中許多基礎(chǔ)理論和技術(shù)問題尚需深入研究，如金屬材料吸收激光機制，光能轉(zhuǎn)化成熱能與熔池的光熱輻射能過程，激光在金屬粉末流中吸收和透射的能量分配與平衡，激光熔池內(nèi)動量、質(zhì)量和能量的傳輸及對熔覆層組織性能的影響等。這些問題使其應(yīng)用受到很大限制。本文旨在研究激光熔覆過

2、程中熔池的光熱輻射分布，提出采用光纖傳輸單元和光柵光譜檢測技術(shù)進行光熱輻射檢測，為該技術(shù)的發(fā)展作進一步研究。本文的創(chuàng)造性工作如下:
　　1.分析了激光在金屬中的衰減，建立了激光熔池溫度場數(shù)學(xué)模型，建立了激光熔池光熱輻射與溫度場的關(guān)系模型。
　　2.確定了激光熔池光譜檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，建立了激光熔池光柵光譜檢測裝置，完成了檢測系統(tǒng)中的光路結(jié)構(gòu)優(yōu)化和選擇，對光譜檢測系統(tǒng)進行了標(biāo)定和誤差分析。
　　3.實現(xiàn)了運動狀態(tài)下的激