不等高弯曲弧形薄壁结构激光熔覆成形 被引量：19

1

作者 邓志强 石世宏 +2 位作者 周斌 傅戈雁 王聪 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期117-124,共8页

利用光内送粉熔覆喷头,对弧形工字樑结构件进行了激光熔覆成形,采用激光加载补能方法,避免了薄壁结构件的端部塌陷问题。利用不同离焦位置光束可熔覆不同层高熔道的特点,采用变姿态、径向扫描的方法,熔覆成形了结构件不等高扇形部分;采... 利用光内送粉熔覆喷头,对弧形工字樑结构件进行了激光熔覆成形,采用激光加载补能方法,避免了薄壁结构件的端部塌陷问题。利用不同离焦位置光束可熔覆不同层高熔道的特点,采用变姿态、径向扫描的方法,熔覆成形了结构件不等高扇形部分;采用变姿态、周向扫描的方法,熔覆成形了结构件的弯曲弧形部分。成形件的最大相对尺寸误差为-5.9%,硬度稳定在690HV左右,显微组织致密均匀、无气孔、无裂纹。 展开更多

关键词 激光技术 激光熔覆成形 光内送粉 弯曲复合结构 端部塌陷

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光内送粉激光熔覆快速成形粉末利用率实验研究 被引量：16

2

作者 石皋莲 石世宏 +1 位作者 吴少华 邵其文 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第7期152-154,161,共4页

应用自主研发的光内同轴送粉成形工艺与装置,进行了变参数条件下粉末利用率试验,与光外送粉工艺粉末利用率进行了对比分析,结果是新的送粉工艺其粉末利用率可达68%以上。

关键词 激光熔覆 光内送粉 同轴送粉 快速成形 粉末有效利用率

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空间多元密排扭曲薄壁件的激光熔覆成形研究 被引量：13

3

作者 王聪 石世宏 +3 位作者 方琴琴 傅戈雁 鹿霖 周亮 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期102-111,共10页

基于光内送粉技术,进行了空间密排多元扭曲薄壁件的成形研究,获得了熔覆喷头的空间运动轨迹及姿态;根据熔覆层截面与工艺参数之间的解析关系和单道实验,建立了高度工艺模型,并进行了二元扭曲薄壁成形;采用间歇熔覆工艺,完成了多元扭曲... 基于光内送粉技术,进行了空间密排多元扭曲薄壁件的成形研究,获得了熔覆喷头的空间运动轨迹及姿态;根据熔覆层截面与工艺参数之间的解析关系和单道实验,建立了高度工艺模型,并进行了二元扭曲薄壁成形;采用间歇熔覆工艺,完成了多元扭曲密排叶片的堆积。检测结果表明,成形件表面平整,叶片单元最小间隙为6.5mm,叶片厚度基本稳定在2.7mm;各部位组织致密、显微硬度分布较均匀。 展开更多

关键词 激光技术 激光熔覆 光内送粉 多元密排扭曲薄壁件 离散分层

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基于光内送粉技术的激光加工机器人曲面熔覆试验研究 被引量：12

4

作者 姜付兵 石世宏 +2 位作者 石拓 傅戈雁 朱刚贤 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期106-112,共7页

现有激光表面熔覆技术大多只能在水平或小角度倾斜基面上进行,基于"光束中空、光内送粉"技术,解决了喷头空间倾斜送粉过程中粉束汇聚性差的难题,通过控制激光机器人夹持送粉喷头做大角度连续变姿态运动,喷头轴线方向始终与曲... 现有激光表面熔覆技术大多只能在水平或小角度倾斜基面上进行,基于"光束中空、光内送粉"技术,解决了喷头空间倾斜送粉过程中粉束汇聚性差的难题,通过控制激光机器人夹持送粉喷头做大角度连续变姿态运动,喷头轴线方向始终与曲面法向重合,实现了在大角度倾斜曲面上激光熔覆均匀涂层。分析了曲面熔池受力情况、不同倾角曲面熔池形状以及扫描路径对熔道成形的影响,通过控制准直气速度使熔道宽度保持稳定,并对不同倾角处曲面熔覆形貌及组织性能进行了详细分析。结果表明,各倾角处曲面熔覆层厚度均匀,截面组织致密,无明显裂纹和气孔,曲面熔覆层与基体结合良好。为实现金属零部件复杂空间曲面修复提供了新方法。 展开更多

关键词 激光技术 激光熔覆 光内送粉 机器人 曲面 熔覆层形貌 组织

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自愈合效应对光内送粉激光变斑熔覆成形薄壁件的影响 被引量：10

5

作者 吴继琸 朱刚贤 +2 位作者 陆斌 石拓 傅戈雁 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期145-150,共6页

为提高激光熔覆成形不等宽构件的成形效率及成形精度,设计了相应的实验:基于光内送粉方式,在单道工艺中采用实时变激光光斑方法,一次扫描而非多道搭接直接熔覆出不等宽熔覆层,逐层堆积制造薄壁零件。分析了变斑过程中激光离焦量连续变化... 为提高激光熔覆成形不等宽构件的成形效率及成形精度,设计了相应的实验:基于光内送粉方式,在单道工艺中采用实时变激光光斑方法,一次扫描而非多道搭接直接熔覆出不等宽熔覆层,逐层堆积制造薄壁零件。分析了变斑过程中激光离焦量连续变化及"拼接"后分段连续变化对薄壁件成形质量的影响规律,结果表明:激光离焦量在-3^-5mm段时薄壁墙顶部平整,表面成形质量良好,熔覆层顶端形貌存在"自愈合"效应,而激光离焦量在0^-2mm段时薄壁墙顶部不平整,成形质量很差;在负离焦范围内,随激光离焦量增大,熔覆层高度先增加后降低,在-2.5mm处取得最大值;在正离焦范围内,熔覆层高度随激光离焦量增大也是先增加后降低,在2.5mm处取得最大值。为实现变斑过程中熔覆层尺寸的连续变化,且充分利用自愈合效应,提出了激光离焦量区间的拼接方法,获得了变斑过程中的自愈合区间,在此区间内逐层堆积出了熔覆层宽度从1到3mm连续变化的薄壁件。此项研究可望为光内送粉激光熔覆成形薄壁变壁厚类零件提供新的方法和工艺。 展开更多

关键词 激光熔覆成形 光内送粉 变光斑 自愈合

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开放环境下钛合金激光熔覆局部保护气体的质量分布 被引量：9

6

作者 李刚 张津超 +1 位作者 石世宏 程东霁 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期110-116,共7页

针对开放大气环境下钛合金激光熔覆层极易氧化的问题,设计了一种可在熔池附近形成局部气氛的同轴保护气罩。采用FLUENT软件建立了光内送粉同轴熔覆喷嘴的三维模型,模拟分析保护气道的入口数量、角度及保护气体流量对氩气质量分布的影响... 针对开放大气环境下钛合金激光熔覆层极易氧化的问题,设计了一种可在熔池附近形成局部气氛的同轴保护气罩。采用FLUENT软件建立了光内送粉同轴熔覆喷嘴的三维模型,模拟分析保护气道的入口数量、角度及保护气体流量对氩气质量分布的影响。结果表明:气罩保护气体入口数量与氩气分布的对称性有关;入口角度对氩气质量分布的影响较小;增大保护气体的流量会极大地提高有效保护范围。根据保护气罩结构优化参数,选用氩气作为保护气,进行开放大气环境下Ti-6Al-4V合金的激光熔覆实验,熔道表面呈银白色,熔覆层饱满,验证了同轴保护气罩的保护效果。 展开更多

关键词 激光技术 激光熔覆 光内送粉 开放环境 三维流场 质量分布 数值模拟

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激光宽带熔覆光内送粉喷嘴研制 被引量：7

7

作者 雷定中 石世宏 傅戈雁 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第22期3076-3081,共6页

针对现有光外送粉宽带熔覆中金属粉末受热不均匀、光粉同轴耦合精度不高的问题,设计了一种光内送粉激光熔覆喷头。送粉装置位于激光熔覆喷头内部,四周被激光束包裹。为了实现在宽带激光束内部均匀地对熔池送粉,保证粉末受热均匀,粉末速... 针对现有光外送粉宽带熔覆中金属粉末受热不均匀、光粉同轴耦合精度不高的问题,设计了一种光内送粉激光熔覆喷头。送粉装置位于激光熔覆喷头内部,四周被激光束包裹。为了实现在宽带激光束内部均匀地对熔池送粉,保证粉末受热均匀,粉末速度方向始终垂直于熔池,设计了一种分粉流道;应用FLUENT软件对粉束发散情况进行了数值分析,确定了出口粉管的间距尺寸;应用FLUENT软件对粉管内部流场进行分析,确定了装置内部分粉管路的尺寸,减少了出口处的紊流,达到了较佳的送粉效果。最后利用所研制的送粉装置进行了送粉实验,验证了其效果。 展开更多

关键词 激光宽带熔覆 光内送粉 送粉装置 数值模拟

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保护气压力对光内送粉喷嘴粉末流场的影响研究 被引量：6

8

作者 王丽芳 朱刚贤 +1 位作者 石世宏 傅戈雁 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B12期81-84,共4页

为了提高激光金属直接成形中光内同轴送粉喷嘴粉末流场的汇聚性，获得大的聚焦焦距、小的聚焦直径及小的发散角，对卸载及载气两种方式下不同保护气压力对粉末流聚焦参数的影响规律进行了实验研究。结果表明：在卸载方式下，随保护气体... 为了提高激光金属直接成形中光内同轴送粉喷嘴粉末流场的汇聚性，获得大的聚焦焦距、小的聚焦直径及小的发散角，对卸载及载气两种方式下不同保护气压力对粉末流聚焦参数的影响规律进行了实验研究。结果表明：在卸载方式下，随保护气体压力逐渐增大，粉末聚焦焦距逐渐增大，粉末聚焦直径变小，发散角减小，粉末汇聚效果变好；在载气方式下，随保护气体压力逐渐增大，粉末聚焦焦距先增大后减小，聚焦直径逐渐变小，发散角逐渐降低。因此，在载气方式下应选择保护气压力与载气压力大小接近为宜。研究结果对光内送粉激光金属直接成形工艺优化具有指导意义。 展开更多

关键词 激光金属直接成形 光内送粉 粉末汇聚性 保护气压力

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弧面扭曲结构件激光内送粉熔覆成形研究 被引量：6

9

作者 王宇 石拓 +4 位作者 石世宏 吴捷 杨强 王明雨 李建宾 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第22期145-154,共10页

通过研究弧面扭曲结构件激光熔覆成形轨迹规划难点,解决了以弧线为渐变路径的扭曲结构分层问题。基于中空激光内送粉熔覆成形技术并结合结构件自身几何特征,提出离散渐变分层法。首先在基体法平面内纵向分层,随后将各层二次离散成独立单... 通过研究弧面扭曲结构件激光熔覆成形轨迹规划难点,解决了以弧线为渐变路径的扭曲结构分层问题。基于中空激光内送粉熔覆成形技术并结合结构件自身几何特征,提出离散渐变分层法。首先在基体法平面内纵向分层,随后将各层二次离散成独立单元,最终按等圆心角将离散单元拼接成熔覆路径,成功实现了弧面扭曲结构件激光熔覆成形。所得成形件尺寸精度较高,表面平均粗糙度低至1.323μm,抗拉强度为765.81 MPa;不同区域的微观组织和显微硬度分布均匀,无明显气孔或夹杂缺陷。 展开更多

关键词 激光加工 激光熔覆 光内送粉 弧面扭曲结构件 离散渐变分层 路径规划

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宽带激光内送粉熔覆工艺研究 被引量：6

10

作者 雷定中 石世宏 +2 位作者 傅戈雁 贾帅 石拓 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期37-44,共8页

激光宽带熔覆技术广泛应用于大型工件表面的强化、修复和改性,较少的搭接次数使其更容易获得表面质量较好的熔覆层和较高的熔覆效率。针对现有激光宽带熔覆中光外送粉不精准、金属粉末受热不均匀和光粉同轴耦合精度不高等问题,本文提出... 激光宽带熔覆技术广泛应用于大型工件表面的强化、修复和改性,较少的搭接次数使其更容易获得表面质量较好的熔覆层和较高的熔覆效率。针对现有激光宽带熔覆中光外送粉不精准、金属粉末受热不均匀和光粉同轴耦合精度不高等问题,本文提出了一种光内送粉激光宽带熔覆工艺及方法,实现了在宽带激光束内部均匀,准确地垂直于熔池表面送粉。在水平和30°斜壁上分别进行单道堆积熔覆实验。结果表明,重力对斜壁熔池影响不明显,两组实验均获得了熔层高度较为均匀的直壁墙。对熔层组织分析可知,二次重熔区组织较为粗大,非搭接区组织由较多的树枝晶组成,二者显微硬度波动值约为90HV0.5,熔层组织整体较为均匀、致密。 展开更多

关键词 激光技术 宽带激光熔覆 光内送粉 数值模拟 斜壁堆积

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激光熔覆快速成形光内送粉方式的研究 被引量：4

11

作者 蔡齐飞 石世宏 +1 位作者 李春生 刘嘉 《苏州大学学报（工科版）》 CAS 2009年第2期43-45,73,共4页

针对目前激光熔覆快速成形所采用的单粉管光外侧向送粉和多粉管光外侧向同轴送粉两种方式的不足,介绍了光内同轴送粉工艺下的激光束与粉末相互作用过程。

关键词 激光熔覆 光内送粉 同轴送粉 快速成形 熔覆实验

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基于光内送粉多元扭曲结构的随形离散分层成形研究 被引量：5

12

作者 王明雨 石世宏 +4 位作者 石拓 傅戈雁 庞祎帆 余司琪 龚燕琪 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期134-142,共9页

基于光内送粉激光熔覆成形技术,进行了多元扭曲结构件的激光熔覆成形研究。基于结构件的扭曲特征,提出采用随形离散分层法对扭曲结构件作二次离散,解决了扭曲结构件中截面渐变结构的分层问题。依据获得的激光熔覆喷头空间运动轨迹信息,... 基于光内送粉激光熔覆成形技术,进行了多元扭曲结构件的激光熔覆成形研究。基于结构件的扭曲特征,提出采用随形离散分层法对扭曲结构件作二次离散,解决了扭曲结构件中截面渐变结构的分层问题。依据获得的激光熔覆喷头空间运动轨迹信息,进行了多元扭曲结构件的成形。结果表明:成形的扭曲结构件表面基本平整,无宏观裂纹,表面粗糙度值在5.579μm以内;成形件平均厚度为6.03 mm,成形精度较高,形状尺寸误差在-3.45%~3.09%之间;成形件的显微硬度在271.6~284.5 HV之间,显微组织致密均匀,无明显的气孔和裂纹缺陷。 展开更多

关键词 激光技术 光内送粉 激光熔覆 多元扭曲结构件 随形离散分层

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双线斑激光内送粉宽带熔覆温度场数值模拟与工艺研究

13

作者 刘广 石拓 +5 位作者 傅戈雁 吴捷 杨强 魏超 李宽 李建宾 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期322-335,共14页

目的 研究双线斑激光内送粉宽带熔覆温度场分布特性及其工艺参数对熔覆层形貌和几何特征的影响,为双线斑激光内送粉宽带熔覆在工件表面的强化、修复、改性以及宽带成形的应用提供试验与数据参考。方法 基于半椭球体热源模型,利用ANSYS... 目的 研究双线斑激光内送粉宽带熔覆温度场分布特性及其工艺参数对熔覆层形貌和几何特征的影响,为双线斑激光内送粉宽带熔覆在工件表面的强化、修复、改性以及宽带成形的应用提供试验与数据参考。方法 基于半椭球体热源模型,利用ANSYS软件对单道宽带熔覆过程中的熔池温度场进行数值模拟,并结合工艺试验分析离焦量、送粉速度、激光功率、扫描速度对熔覆层形貌和几何特征的影响。结果 利用半椭球体热源模型进行的数值模拟能够较为合理地反映出双线斑激光内送粉宽带熔覆过程的温度场分布,在离焦量为0 mm和负离焦量下,熔覆单道的温度分布云图均呈“带式彗星”状,熔覆层横截面上的高温区域呈现“平底形”分布,纵切面上的高温区域呈“V”形和不对称的“W”形,且两者随着深度的增加,均逐渐过渡到半椭圆形;离焦量、送粉速度、激光功率和扫描速度对熔覆层的宽度、厚度、稀释率及表面平整度都有很大的影响。结论 “带式彗星”状的熔覆单道温度分布,使得熔池前方温度梯度较大,后方温度梯度较小。横切面上“平底形”温度分布可以强化熔覆层与基体在宽度方向上的结合程度。在304不锈钢基板上熔覆KF-355金属粉末,选取离焦量为0 mm、送粉速度为45 g/min、激光功率为6 kW、扫描速度为3 mm/s的工艺参数进行熔覆试验,可以得到表面平整光滑,无明显缺陷,整体平均硬度达到645.6HV0.5的熔覆层。 展开更多

关键词 宽带激光熔覆 光内送粉 温度场 数值模拟 工艺参数

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激光变斑熔覆不等宽熔道的工艺实现及实验研究 被引量：3

14

作者 朱刚贤 石世宏 +2 位作者 傅戈雁 林浩 范红梅 《应用激光》 CSCD 北大核心 2015年第1期25-28,共4页

为解决激光熔覆成形不等宽构件多道搭接产生的冷却不均匀、产生开裂等缺陷问题,提高激光熔覆成形不等宽熔道的成形效率及成形质量。基于光内送粉方式在单道工艺中采用实时变激光光斑方法,一次扫描而非多道搭接直接熔覆出不等宽熔道。实... 为解决激光熔覆成形不等宽构件多道搭接产生的冷却不均匀、产生开裂等缺陷问题,提高激光熔覆成形不等宽熔道的成形效率及成形质量。基于光内送粉方式在单道工艺中采用实时变激光光斑方法,一次扫描而非多道搭接直接熔覆出不等宽熔道。实验结果表明:在保证送粉量足够条件下,变光斑过程中通过实时变扫描速度,能够直接熔覆出高度增长一致,宽度逐渐变化熔覆层;随熔道宽度逐渐变宽过程中,熔覆层显微组织树枝晶大小逐渐变细。为光内送粉激光熔覆成形薄壁变壁厚类零件的工艺提供指导。 展开更多

关键词 激光熔覆 光内送粉 激光变斑 不等宽熔道

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桥接封盖结构激光熔覆成形研究 被引量：3

15

作者 陈磊 石拓 +1 位作者 石世宏 梅有柱 《应用激光》 CSCD 北大核心 2019年第5期728-733,共6页

目前激光熔覆成形技术一般难以实现无支撑封盖结构成形。利用光内送粉技术和斜向分层方法,对跨多道直壁的搭接封盖成形进行了研究,实现了空间斜向桥接堆积成形。探讨了光内送粉熔覆喷头在不同倾斜角度投影下环形激光能量分布规律,考察... 目前激光熔覆成形技术一般难以实现无支撑封盖结构成形。利用光内送粉技术和斜向分层方法,对跨多道直壁的搭接封盖成形进行了研究,实现了空间斜向桥接堆积成形。探讨了光内送粉熔覆喷头在不同倾斜角度投影下环形激光能量分布规律,考察了激光偏转角对熔覆层貌的影响。引入层高测控技术对熔覆层高度进行实时检测并反馈控制,保证堆积形貌不失稳。对桥接封盖成形结构组织检测结果表明:空间封盖搭接处表面平整,壁厚均匀,硬度总体保持稳定。 展开更多

关键词 激光熔覆成形 光内送粉 斜向堆积 桥接

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异形基面三元叶片激光送粉增材制造研究 被引量：1

16

作者 李宽 石拓 +4 位作者 石世宏 傅戈雁 王明雨 张荣伟 刘广 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期201-211,共11页

基于激光内送粉熔覆技术,进行了异形基面三元叶片的熔覆成形研究。根据三元叶片的大倾角、大扭曲等结构特征提出了流线分层法,解决了三元叶片成形过程中轨迹规划的问题。根据流线分层法得到了熔覆成形时光内送粉喷头的空间运动轨迹,并... 基于激光内送粉熔覆技术,进行了异形基面三元叶片的熔覆成形研究。根据三元叶片的大倾角、大扭曲等结构特征提出了流线分层法,解决了三元叶片成形过程中轨迹规划的问题。根据流线分层法得到了熔覆成形时光内送粉喷头的空间运动轨迹,并进行了三元叶片的熔覆成形。结果表明:三元叶片成形件的表面平整,表面平均粗糙度值在4.065μm以内,有效缓解了台阶效应;三元叶片与异形基面实现了较好的冶金结合,成形件的平均厚度为5.97 mm,厚度的相对误差为-1.4%~1.03%,扭转角的相对误差为-4.67%,成形精度较高;随着成形件高度的增加,激光熔池处的热积累明显,显微硬度略微降低,显微组织略微增大,成形件显微硬度在348.3~360.4 HV之间,金相组织整体致密均匀,无明显的孔洞或裂纹缺陷。 展开更多

关键词 激光技术 光内送粉 流线分层 三元叶片

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中空光离焦量对单熔道质量的影响 被引量：7

17

作者 石皋莲 石世宏 张甲 《应用激光》 CSCD 北大核心 2012年第6期505-509,共5页

利用环形激光光内同轴送粉喷头进行单熔道试验和测试,就中空环形光离焦量对45#钢表面熔层平整度、平宽度、平高度以及熔覆截面微观组织的影响进行试验研究。通过改变离焦量,获得单道熔覆层,并进行单层熔宽、熔高及表面平整度的测试和微... 利用环形激光光内同轴送粉喷头进行单熔道试验和测试,就中空环形光离焦量对45#钢表面熔层平整度、平宽度、平高度以及熔覆截面微观组织的影响进行试验研究。通过改变离焦量,获得单道熔覆层,并进行单层熔宽、熔高及表面平整度的测试和微观组织的对比,分析了离焦量对熔层组织、性能和表面状态的影响规律。结果表明:熔覆层组织在小离焦量情况下细密,环形光激光熔覆层的硬度、表面平整度随离焦量的变大先增后减,在较小负离焦状态下可得到最大值。 展开更多

关键词 中空激光束 离焦量 光内同轴送粉 单道熔覆

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基于环形光光内送粉的激光熔覆熔道成形研究 被引量：4

18

作者 石皋莲 石世宏 王晨 《应用激光》 CSCD 北大核心 2013年第4期385-390,共6页

针对"光束中空,光内送粉"激光熔覆工艺方法,通过改变激光功率、送粉速度、扫描速度、离焦量等工艺参数,分别进行单熔道表面形貌、熔道宽度和高度的实验对比研究,分析了环形光光内送粉的激光熔覆工艺参数对熔道成形质量的影响... 针对"光束中空,光内送粉"激光熔覆工艺方法,通过改变激光功率、送粉速度、扫描速度、离焦量等工艺参数,分别进行单熔道表面形貌、熔道宽度和高度的实验对比研究,分析了环形光光内送粉的激光熔覆工艺参数对熔道成形质量的影响规律。结果表明,激光功率较小将导致熔覆不均匀,激光功率过大又会使熔道表面烧损,随着功率的增加熔道宽度有增大趋势,高度先增大后减小;扫描速度过快会导致粉末不能充分熔化,扫描速度过慢会增加熔道的厚度,影响熔覆质量,随着扫描速度的增加,熔道宽度和高度均减小;送粉速度增大导致熔化金属粉末增加,但熔道宽度增加不明显,当送粉速度过大时大量未熔化的金属粉末粘结在成形件的表面,影响成形件质量;随着离焦量的增加,熔道宽度明显增加,高度明显减小,离焦量较小时熔道会烧损,较大时熔道会无法形成。 展开更多

关键词 环形激光 光内同轴送粉 激光熔覆 熔道成形

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中空激光光内送粉熔覆技术的熔池流场与温度场模拟 被引量：3

19

作者 田美玲 石世宏 +1 位作者 傅戈雁 石皋莲 《电加工与模具》 2013年第6期62-66,共5页

基于中空激光光内同轴送粉的激光快速成形工艺,对光粉耦合原理进行了分析。光内同轴送粉成形过程中,粉流稳定易控,光粉耦合性好,且金属粉末的有效利用率远高于传统光外送粉工艺。通过改变占空比和离焦量,得出两者分别对能量分布密度的影... 基于中空激光光内同轴送粉的激光快速成形工艺,对光粉耦合原理进行了分析。光内同轴送粉成形过程中,粉流稳定易控,光粉耦合性好,且金属粉末的有效利用率远高于传统光外送粉工艺。通过改变占空比和离焦量,得出两者分别对能量分布密度的影响,为工艺试验参数的选择提供依据。运用ANSYS有限元分析软件,对环形中空激光熔池三维流场和温度场进行了分析,环形中空光内熔池具有两对四环对流特点。随着熔覆层高度的增加,基板和熔池的温度会越来越高;激光束在基板和熔覆层表面经过的距离越长,温度场也发生明显变化,时间越长,温度越高。 展开更多

关键词 中空激光 光内送粉 能量分布 流场 温度场

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钛合金中空激光光内送粉熔覆工艺与组织研究 被引量：1

20

作者 路一帆 夏志新 +3 位作者 石拓 康佳良 石世宏 陈磊 《应用激光》 CSCD 北大核心 2017年第1期38-41,共4页

基于"光束中空,光内送粉"技术在无保护气氛室条件下成功制备了钛合金熔覆组织。实验结果表明,中空光内送粉技术能够进行钛合金自由成形制造,熔覆层微观组织中未见明显的氧化痕迹和气孔,熔覆层组织呈现柱状晶形态,晶粒尺寸约10... 基于"光束中空,光内送粉"技术在无保护气氛室条件下成功制备了钛合金熔覆组织。实验结果表明,中空光内送粉技术能够进行钛合金自由成形制造,熔覆层微观组织中未见明显的氧化痕迹和气孔,熔覆层组织呈现柱状晶形态,晶粒尺寸约100μm,亚结构为钛马氏体α′相,硬度约540HV0.2,远高于TC4钛合金基板的硬度360 HV0.2。此外,与TC4钛合金基板具有良好的冶金结合,无气孔和裂纹等缺陷。分析表明,中空激光光内送粉技术利用气阱原理,有效地实现了阻隔熔覆过程中熔池与外界气氛的交互作用,保证了熔池不受高温氧化影响。 展开更多

关键词 激光加工技术 气阱效应 光内送粉 钛合金 微观组织

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