上海航天设备制造总厂有限公司, 上海 200245
对2Cr13不锈钢粉末进行激光选区熔化成形研究, 开发成形工艺参数, 研究不同工艺参数下熔池凝固行为, 制备显微组织观察试块及力学性能测试试块, 观察成形件显微组织特征并测试成形件布氏硬度、弯曲强度、室温拉伸性能。结果显示, 当成形工艺参数为激光功率200 W、层厚30 μm、光点间距75 μm、曝光时间110 μs、线间距115 μm时, 成形件致密度达99.75%; 显微组织无孔洞, 成形件纵截面熔池搭接形成鱼鳞状形貌; 成形件强度高、塑性差且力学性能表现出各项异性, 横向性能与锻件相近, 纵向性能较弱。
激光选区熔化成形 2Cr13不锈钢 工艺参数 显微组织 力学性能 selective laser melting 2Cr13 stainless steel parameters microstructure mechanical properties
激光熔覆与工业机器人结合形成的激光增材制造具有快速、柔性等特点, 能够适用于航天航空领域大型复杂金属构件的高效低成本制造。对一种同轴送粉式的激光增材制造设备的控制系统进行了设计与研究, 包括硬件组成和软件设计两部分, 关键解决了机器人与激光器、送粉器之间的通信与协调问题。系统以S7-1500 PLC为控制核心, 通过PROFINET总线实现PLC主站与激光器、机器人等从站及HMI间的实时高速通讯, 可实时调节激光功率P、扫描速度V、送粉速率F等工艺参数, 设计的操作界面可方便快速地实现对熔覆过程重要参数的监控和报警过程的在线处理。
激光增材制造 PROFINET总线 外部自动控制 laser material manufacturing PROFINET bus PLC PLC external automatic control
1 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 上海航天设备制造总厂, 上海 200245
采用激光熔化沉积方法制备了Ti6Al4V合金单墙体，研究了工艺参数对熔池尺寸稳定性、沉积层微观组织生长特性的影响。基于有限元模拟方法，计算了不同工艺条件下熔池的温度场及熔体的冷却速率。结果表明，在前几层的熔化沉积过程中，熔池尺寸会随基体散热条件的改变发生明显变化。对每层热量输入进行优化，可以准确控制熔池尺寸的稳定性。相比激光功率，扫描速度对沉积层定向生长特性及晶粒尺寸的影响更为显著，随着扫描速度的改变，沉积层组织很容易实现从柱状晶到等轴晶的改变。在本试验条件下，当熔池冷却速率高于135.3 ℃/s时，方可形成定向生长的柱状晶。
激光技术 激光熔化沉积 钛合金 熔池稳定性 微观组织 冷却速率
