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 三分光束光内同轴送丝熔覆层几何形貌预测

蒋伟伟 傅戈雁 张吉平 吉绍山 石世宏 刘凡

[摘要]研究“三分光束”光内同轴送丝激光熔覆各工艺参数的工艺区间及参数与熔覆层几何形貌映射关系。首先，采用单因素实验方法研究激光功率、扫描速度、送丝速度、离焦量四个工艺参数的工艺区间；其次，以熔覆层的高度、宽...

 PDF全文红外与激光工程 | 2020, 49(03):0305005-305005

 自由曲面等搭接率算法及激光熔覆工艺实现

苏昊 石拓 石世宏 傅戈雁

[摘要]曲面激光熔覆由于搭接率变化,易导致熔覆层厚薄不均。提出了一种自由曲面激光熔覆等搭接率熔道的轨迹生成算法。采用深度相机采集曲面的点云数据,确定一条点云束,对其拟合后作为初始熔道轨迹并根据等距离步长法得到加工...

 PDF全文中国激光 | 2020, 47(04):0402008

 开放环境下钛合金激光熔覆的局部气氛保护模型

龚燕琪 傅戈雁 石拓 李刚 张津超 余司琪

[摘要]针对开放环境下钛合金在激光熔覆过程中易被氧化的问题,提出了一种局部气氛保护模型。采用Fluent软件分析了不同保护气体流量下局部保护喷嘴可提供的有效保护气氛范围,并通过三次多项式拟合建立了气流有效保护长度的数...

 PDF全文中国激光 | 2020, 47(11):1102006

 激光内送粉变宽扫描成形变壁厚扭曲叶片

石 拓 沈 婷 李东升 傅戈雁

[摘要]传统激光熔覆增材制造方法一般采用等线宽扫描, 难以实现单道连续变宽成形。设计了变壁厚扭曲叶片模型, 利用光内送粉喷头直接变焦法变化光斑直径, 采用层高控制系统测量不同宽度处的实际堆积高度。设计PI控制器, 通过...

 PDF全文红外与激光工程 | 2019, 48(08):0805002

 激光光内送粉仰面熔覆工艺研究及优化

史建军 石 拓 石世宏 朱刚贤 杨 轼 傅戈雁 鹿 霖

[摘要]利用激光光内送粉熔覆技术,在与水平方向成大于90°的仰面基体下表面进行了单道熔覆实验研究。分析了仰角、保护气压力与光粉耦合处粉束直径之间的关系; 研究了仰面姿态下熔覆层的宽度、高度以及熔池的流淌下垂趋势...

 PDF全文红外与激光工程 | 2019, 48(03):0306005

 激光穿透焊热源模型的研究

孔茗 傅戈雁 石世宏 宋晟

[摘要]基于激光穿透焊的工艺特性和热源特点, 建立了新型的高斯面热源+三维锥体热源的组合式热源模型。先采用正交试验法探索五个模型参数对焊缝熔深和熔宽的影响, 筛选出权重比较大的f1、ze、re三个参数。然后, 基于Weldox9...

 PDF全文应用激光 | 2019, 39(06):961

 变壁厚偏心圆环结构激光熔覆成形及闭环控制

沈婷 石拓 傅戈雁 张锐 胡晔

[摘要]基于光内送粉技术，激光熔覆成形了变壁厚偏心圆环结构。规划了变壁厚偏心圆环的成形扫描路径，利用基于机器视觉的层高控制软件获得了每个成形段的实际高度，并与设定的期望高度进行对比，建立了基于比例积分(PI)控制...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(03):0302007

 不等高结构件激光近净成形闭环控制

张锐 石拓 石世宏 沈婷 傅戈雁 陈磊

[摘要]利用光内送粉技术，基于法向分层的路径规划，结合层高测量系统，对不等高扇形结构件的激光熔覆成形实现了闭环控制。提出了一种分层分段控制的新方法，使成形件宽度一致。建立了速度比例-积分(PI)控制器，使实际总堆高...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(03):0302005

 基于彩色CCD的激光熔覆熔池温度闭环控制研究

孙华杰 石世宏 石拓 傅戈雁 陈磊

[摘要]为了保持激光熔覆过程中熔池温度的相对稳定, 采用比色测温与比例-积分-微分（PID）控制策略相结合的方法实现了熔池温度的闭环控制, 搭建了一套基于双通道彩色CCD的激光熔覆成形熔池温度在线测控系统。将发射率ε纳入...

 PDF全文激光技术 | 2018, 42(06):745

 基于中空激光光内送粉技术的扇形结构件激光成形研究

周 斌 石世宏 邓志强 石 拓 傅戈雁 方琴琴

[摘要]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...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(09):0906007

 不等高弯曲弧形薄壁结构激光熔覆成形

邓志强 石世宏 周斌 傅戈雁 王聪

[摘要]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...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(09):0902005

 空间多元密排扭曲薄壁件的激光熔覆成形研究

王聪 石世宏 方琴琴 傅戈雁 鹿霖 周亮

[摘要]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...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(06):0602004

 带连接筋双层薄壁件激光直接成形工艺

方琴琴 傅戈雁 王 聪 陆 斌 周 斌

[摘要]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...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(02):0202005

 激光光内送粉立面熔道外形尺寸控制研究

石拓 朱刚贤 傅戈雁 刘宇 邬明君 阮建武

[摘要]基于中空激光光内送粉技术,利用该技术粉末流发散小, 挺直度高的特点, 进行了垂直表面(立面)熔覆试验。分析了熔覆工艺参数(扫描速度、功率、送粉量)对立面熔道宽度、高度及宽高比, 特别是重力作用下的熔道顶点下垂量的...

 PDF全文应用激光 | 2017, 37(04):502

 激光光内送粉线形悬垂分支结构直接成形

贾帅 傅戈雁 方琴琴 石世宏 姜付兵

[摘要]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...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(03):0303008

 激光机器人光内送粉异形实体成形研究

贾 帅 傅戈雁 石世宏 周 亮

[摘要]为了利用激光熔覆直接成形技术得到异形变截面圆环链轮轮齿模拟件, 采用光内送粉技术、利用库卡机器人进行运动控制。根据优化的工艺参量, 采用高度额外增量法、长度额外增量法规划扫描路径, 精准地控制每层提升量。实...

 PDF全文激光技术 | 2016, 40(05):654

 基于光内送粉技术的激光加工机器人曲面熔覆试验研究

姜付兵 石世宏 石拓 傅戈雁 朱刚贤

[摘要]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...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(08):0803003

 中空环形激光离焦量对熔道凹凸缺陷自愈合效应的影响

杨轼 石世宏 傅戈雁 史建军 孟伟栋 王涛

[摘要]“形貌自愈合效应”是激光金属直接成形过程中可能出现的一个重要现象，在堆积过程中依靠自身工艺参数的调整，可以控制多层堆积的熔道从堆积表面可能出现的凹凸不平状态重新恢复到平整状态。在“中空激光、光内送粉”...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(05):0503002

 基于激光加工机器人的光内送粉变基面熔覆研究

朱刚贤 石世宏 傅戈雁 史建军 杨轼 孟伟栋 姜付兵

[摘要]现有激光熔覆技术大多是基于水平基面上开展的，这种方式极大地限制了激光熔覆技术的广泛应用。基于“光束中空、光内送粉”技术，通过对激光加工机器人系统的程序控制实现了基板0°~150°的倾斜和熔覆头相应姿...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(03):0303010

 基于嵌入式机器视觉的激光熔覆成形熔池离焦量在线测控系统

王涛 傅戈雁 石世宏

[摘要]在金属激光熔覆自由三维成形中，不断生长的成形面与成形喷头之间的距离应保持恒定值，以保证生长表面上处于聚焦激光焦点附近熔池的离焦量基本不变。以光学三角法为原理，提出了一种基于嵌入式机器视觉的激光自由成形...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(03):0303011

 基于光内送粉激光变斑直接成形薄壁叶片的工艺研究

陆斌 朱刚贤 吴继琸 石世宏 傅戈雁

[摘要]针对薄壁叶片不等宽的结构特征，提出基于光内送粉方式采用变光斑一次扫描而非多道搭接直接成形出不等宽熔覆层的方法，逐层堆积直接制造薄壁叶片。研究了变斑过程中等高度单道及“阶梯型”单道对薄壁件成形质量的影响...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(12):1203003

 宽带激光内送粉熔覆工艺研究

雷定中 石世宏 傅戈雁 贾帅 石拓

[摘要]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...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(11):1103001

 空间变姿态激光堆积变径回转体成形技术研究

孟伟栋 石世宏 石拓 傅戈雁 史建军 杨轼 王涛

[摘要]基于激光内送粉技术，借助6 轴机器人实现了光头空间变姿态/变方向分层激光堆积成形。重点研究了连续变换基体空间角度对熔道形貌的影响；分析了空间变姿态/变方向激光堆积的难点和关键技术；进行了空间连续变姿态/变方...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(10):1003006

 中空激光内送粉熔覆成形悬垂薄壁件

石拓 王伊卿 卢秉恒 石世宏 陆斌 傅戈雁

[摘要]基于激光光内同轴送粉技术和6轴机器人技术，采用熔覆头空间变姿态的成形方法，通过沿着生长的切线方向连续变角度送粉堆积的方法成形了悬垂薄壁件。建立了倾斜基面熔池受力与位移模型，并通过优化工艺参数抑制熔池的位...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(10):1003003

 光内同轴送粉立面堆积成形实验研究

孟伟栋 石世宏 傅戈雁 王涛 杨轼 史建军

[摘要]为了得到表面粗糙度低的立面变径回转体,采用中空激光光内同轴送粉技术进行立面堆积的方法,着重对中空激光立面堆积的优点以及激光光头姿态、光头提升量Δz、激光功率对立面堆积成形件表面粗糙度的影响进行了理论分析和...

 PDF全文激光技术 | 2015, 39(05):594

 激光宽带熔覆光内送粉喷嘴准直气罩研制

雷定中 石世宏 傅戈雁

[摘要]为了改善现有激光宽带熔覆送粉喷嘴中金属粉束发散、粉末利用率低的问题,设计了一种送粉喷嘴的准直气罩;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、粉束发散小,设计了一种流道.应用FLUENT软件对准直...

 PDF全文激光技术 | 2015, 39(05):590

 光内送粉喷头空间变姿态粉气流场数值模拟

姜付兵 石世宏 傅戈雁

[摘要]光内送粉喷头是一种新型的激光熔覆同轴送粉喷头,具有空心光束、单根粉束指向性好、无干涉、光粉气一体同轴等优势。为了分析喷头倾斜角度和外层准直气流速对粉束汇聚特性的影响,采用FLUENT软件进行模拟计算,对喷头在空...

 PDF全文激光技术 | 2015, 39(02):145

 激光变斑熔覆不等宽熔道的工艺实现及实验研究

朱刚贤 石世宏 傅戈雁 林浩 范红梅

[摘要]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...

 PDF全文应用激光 | 2015, 35(01):25

 保护气压力对光内送粉喷嘴粉末流场的影响研究

王丽芳 朱刚贤 石世宏 傅戈雁

[摘要]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...

 PDF全文中国激光 | 2013, 40(s1):s103007

 基于PMAC的激光三维堆积层高随动控制系统的研究

石世宏 朱萍 傅戈雁 张迎寅 蔡伟

[摘要]研究针对目前激光三维堆积层高开环控制的现状, 基于PMAC上自行开发研制一套层高随动控制系统。使Z轴单层提升高度ΔZ与成形件单层堆积高度Δh保持一致, 来保证成形件每层都有相同的离焦量。从而克服了成型件形貌上的上...

 PDF全文应用激光 | 2013, 33(05):547-550