1 广东海洋大学 电子与信息工程学院, 湛江 524088
2 佛山科学技术学院 机电工程与自动化学院, 佛山 528225
为了揭示激光熔覆工艺参数对铁基TiC复合熔覆层成形质量的作用规律、优化激光熔覆工艺参数, 使用YAG固体激光器在60Si2Mn基体上激光熔覆铁基TiC复合涂层, 基于响应面法建立输出电流、脉冲宽度、扫描速率与熔覆层宽度、高度、熔池深度、宽高比、稀释率以及硬度之间的数学模型, 并对模型进行方差分析, 获得了工艺参数与成形质量之间的函数关系。结果表明, 输出电流和脉冲宽度对涂层宽度具有正相关性, 扫描速率与涂层宽度成反比; 扫描速率对熔覆层高度和熔池深度没有显著性影响; 涂层宽度与高度的比值随着输出电流的增大而增大; 输出电流对涂层稀释率影响最为显著, 脉冲宽度次之; 较高的输出电流和较大的扫描速率能够得到高硬度涂层; 经优化验证模型的误差均小于5%。该研究结果能够用于铁基陶瓷复合涂层成形质量的预测及优化激光工艺参数。
激光技术 响应面法 成形质量 工艺参数优化 稀释率 laser technique response surface method forming quality optimization of process parameters dilution rate
1 北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京 100191
2 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
3 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，辽宁 沈阳 110043
4 北京航空航天大学江西研究院，江西 南昌 330096
5 北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心，北京 100191
6 国防科技工业高效数控加工技术创新中心，北京 100191
针对航空航天薄壁类金属结构件多次化铣过程中的激光刻型需求，研究了激光刻型轨迹规划、光机电协同控制优化、刻型参数自适应匹配与优化等关键技术。在多轴联动数控激光刻型加工机床构成与设计、激光器与激光光路系统设计、光机电协同控制系统开发的基础上，研制出六轴五联动数控激光刻型机床原理样机和工程样机，实现了大型环形薄壁类化铣零件的一次、二次激光刻型加工，各项技术指标均达到设计要求，且该样机在航空制造企业和重点型号中实现了工程应用。
中国激光
2022, 49(10): 1002401
1 淮阴工学院江苏省先进制造技术重点实验室, 江苏 淮安 223003
2 江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院, 江苏 镇江 212013
3 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
采用纳秒脉冲激光对Al2O3陶瓷进行激光铣削实验。使用响应面二阶回归模型建立铣削工艺参数与表面粗糙度、铣削深度之间的变化关系,通过灵敏度分析方法识别影响表面粗糙度和铣削深度的关键工艺参数;以最小化表面粗糙度和最大化铣削深度为优化目标,利用遗传算法确定理想的工艺参数组合,并进行实验验证。结果表明:基于响应面法的数学模型预测能力较强,铣削次数及搭接率对表面粗糙度和铣削深度的影响最为显著,优化参数下表面粗糙度与铣削深度的预测值分别为10.471 μm和120.526 μm,实验值分别为10.835 μm和131.277 μm,相对误差分别为3.36%和8.19%。
激光技术 激光铣削 Al2O3陶瓷 响应面法 工艺参数优化 激光与光电子学进展
2019, 56(23): 231404
采用铝硅焊丝（ER4043）对6061铝合金和SUS304不锈钢试样进行激光填丝熔钎焊，焊接接头采用对接方式。使用响应曲面法建立了焊接工艺参数与抗拉强度的数学模型。然后使用抗拉强度作为优化目标，采用数值优化方法确定了焊接最佳工艺参数，并使用优化后的工艺参数进行焊接试验。结果表明，基于响应曲面法建立的数学模型具有较好的准确性，各焊接参数对抗拉强度的交互作用明显，使用优化后的工艺参数焊接获得的最大抗拉强度可达180 MPa,金属间化合物厚度约为2.85 μm。
激光技术 铝/钢异种金属 激光填丝 熔钎焊 响应曲面法 工艺参数优化 中国激光
2015, 42(s1): s103004
采用NdYAG脉冲激光器对硅与玻璃进行激光透射连接实验。阐述了激光透射连接硅与玻璃的连接机理。采用旋转中心复合设计进行实验规划，使用响应曲面法(RSM)建立了激光透射连接工艺参数与剪切强度、熔池宽度的数学模型，进行了方差分析、实验模型的验证，讨论了激光透射连接工艺参数对剪切强度、熔池宽度的交互影响趋势，运用满意度函数对工艺参数进行优化，并对优化结果进行验证。结果表明，所建立的模型能够较好地反映各响应与工艺参数之间的关系，优化的预测结果与验证实验的结果较为吻合，对提高连接质量和降低生产成本具有很好的指导意义。
激光技术 激光透射连接 响应曲面法 硅 玻璃 工艺参数优化
