1 苏州大学 机电工程学院, 江苏 苏州 215021
2 西安交通大学 机械工程学院, 陕西 西安710049
基于中空激光光内送粉技术, 运用实时变姿态方法和法向分层方法, 进行了具有不等高熔道特征的扇形结构件成形研究。分析了熔道层高与扫描速度之间的对应关系, 结合不等高熔道的几何模型和熔道层高与扫描速度之间的关系, 采用分段变速的方法熔覆出了不等高熔道。在此基础上进行多道不等高熔道堆积, 成形出了扇形薄壁墙结构。分析表明, 所获得成形件尺寸精度较高, 相对尺寸误差控制在7%以内; 成形件各处显微组织差异较小, 组织细密、均匀。
中空激光光内送粉 变姿态 分段变速 不等高熔道 扇形结构件 hollow laser beam inside powder feeding variable attitude variable velocity cladding with unequal height fan-shaped part 红外与激光工程
2017, 46(9): 0906007
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6.5 mm, 叶片厚度基本稳定在2.7 mm; 各部位组织致密、显微硬度分布较均匀。
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
成形带连接筋双层薄壁件时，筋与薄壁连接处易产生凹凸缺陷。如控制不当，随着堆积的进行凹凸缺陷愈加明显，易导致堆积失败。提出等体积法侧向搭接工艺，通过控制喷头扫描路径中起、停偏移量控制侧向搭接量，从而获得了熔覆形貌平整的筋、壁相贯连接面。提出基于层高检测技术的功率控制工艺来保证堆积过程中熔覆层形貌不失稳，完成了带筋双层薄壁件激光直接成形实验。成形的带连接筋双层薄壁件间隙约为2.6 mm，尺寸偏差在5%以内；显微组织致密均匀，无明显的气孔、裂纹等缺陷，显微硬度在640~770 HV之间。
激光技术 激光直接成形 侧向搭接 等体积法 功率控制 双层薄壁件
1 苏州大学机电工程学院， 江苏 苏州 215021
2 西安交通大学机械工程学院， 陕西 西安 710049
利用光内送粉技术对小间隙双层斜套的成形工艺进行了研究，采用依次独立堆积路径、法向分层、无错位堆积工艺方法成形了双层斜套。实验结果表明，该工艺可以提升激光成形双层斜套的效率，节约金属粉末，有效保证薄壁件的厚度均匀性和双层斜壁之间的间距稳定性。成形件表面形貌平整，显微组织致密均匀，无裂纹、气孔等缺陷，显微硬度分布均匀。
激光技术 激光立体成形 小间隙双层斜套 光内送粉 路径规划 法向分层
苏州大学机电工程学院激光制造技术研究所, 江苏 苏州 215021
基于光内送粉技术和KUKA 机器人，采用间歇式光加载、单点直接堆积成形方法，通过切向分层方法得到了0°~60°连续变姿态悬垂和多角度分支线形结构。通过ANSYS 瞬态热力学仿真分析不同激光加载时间下熔池温度变化趋势，并通过试验验证得出最优加载时间。检测结果表明：成形的线形结构尺寸精度较好，截面尺寸均匀，最大相对误差为1.6%，表面粗糙度可达1.98~2.47 mm；对成形件不同倾角处进行微观组织观察表明，其组织均匀致密，无明显缺陷。
激光技术 线形结构 间歇式光加载 光内送粉 变姿态成形 Z 轴提升量
