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 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

 异形基面平顶薄壁结构激光熔覆成形工艺研究

李东升 石拓 石世宏 蒋伟伟 李刚 苏昊 王暑光

[摘要]采用中空激光光内送粉技术,在异形基面上成形平顶薄壁结构。针对在不平整异形面上采用传统等高分层存在扫描起始端搭接缺陷、效率低等问题,提出了一种随形分层的方法:利用在一定范围内熔覆层高度与扫描速度之间、熔覆层...

 PDF全文中国激光 | 2019, 46(11):1102002

 三光束光内送丝激光熔覆温度场仿真分析与工艺优化

张吉平 石世宏 蒋伟伟 石拓 吉绍山

[摘要]针对三光束光内送丝熔覆工艺的温度场进行研究,并对其工艺参数进行优化。建立了三光束光源的热源模型,利用ANSYS软件对熔池的温度场进行仿真,并结合工艺实验分析了离焦量、激光功率和扫描速度等工艺参数对熔覆层形貌的...

 PDF全文中国激光 | 2019, 46(10):1002004

 光内送粉斜向激光熔覆成形拱形封闭结构工艺研究

胡晔 史建军 石拓 石世宏

[摘要]拱形结构特别是其封闭合龙部分结构的成形研究, 在金属零件3D打印领域有着重要意义。采用激光光内送粉斜向堆积技术成形悬垂拱形结构; 提出熔池悬垂沉积法消除合龙部位产生的隆起与内凹缺陷; 分析斜面倾角、加载时间、...

 PDF全文应用激光 | 2019, 39(05):770

 桥接封盖结构激光熔覆成形研究

陈磊 石拓 石世宏 梅有柱

[摘要]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...

 PDF全文应用激光 | 2019, 39(05):728

 封闭空腔回转薄壁件的激光熔覆成形

王聪 石世宏 方琴琴 石拓 夏志新

[摘要]封闭空腔结构具有大倾角的特征, 如采用传统的水平分层法堆积, 大倾角部分的熔池易产生塌陷, 使成形无法进行; 采用变角度法向分层堆积大倾角封闭区域时, 存在激光与已成形部分的干涉问题。文中基于中空激光光内送粉技...

 PDF全文红外与激光工程 | 2018, 47(01):0106006

 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

 激光金属沉积堆高闭环控制研究

石拓 卢秉恒 魏正英 周亮 石世宏

[摘要]激光金属沉积(LMD)传统上多采用固定的工艺参数进行扫描堆积成形, 每层的实际堆积高度一般是固定且不可控的。为提高成形稳定性和成形件的精度, 补偿堆高误差, 开发了一种可实时变化工艺参数的堆高闭环控制系统。通过反...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(07):0702004

 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

 钛合金中空激光光内送粉熔覆工艺与组织研究

路一帆 夏志新 石拓 康佳良 石世宏 陈磊

[摘要]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...

 PDF全文应用激光 | 2017, 37(01):38

 小间隙双层斜套激光立体成形工艺研究

陆斌 石拓 石世宏 方琴琴

[摘要]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...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(09):0902004

 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

 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

 倒装焊对探测器频响特性影响的理论分析及工艺优化

刘振峰 熊兵 石拓 叶柳顺 孙长征 罗毅

[摘要]针对光探测器在倒装焊过程中频响性能恶化的问题,建立等效电路模型分析出其原因,并通过优化倒装焊工艺条件予以有效解决。该电路模型包括探测器芯片、过渡热沉和倒装焊环节三个部分。基于倒装焊后探测器的S11参数和频...

 PDF全文半导体光电 | 2013, 34(05):750-754

 中空光光内送丝熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响

朱刚贤 石拓 傅戈雁 石世宏 李洪远

[摘要]在激光送丝熔覆中, 由于金属丝材为刚性输送, 可避免送粉带来的问题, 同时具有容易实现精确控制、送料速度快、精度高、材料利用率几乎为100%、节能环保及相对成本低等优点, 送丝熔覆被认为具有极大发展空间。为了获得...

 PDF全文应用激光 | 2013, 33(04):381-384

 激光光内复合送粉送丝熔覆气固两相流流场数值模拟

石拓 王永康 傅戈雁

[摘要]应用 ANSYS FLUENT 12.0 软件的离散相模型, 对研制的新型激光光内送粉、送丝复合喷嘴气固两相流流场进行了三维数值模拟, 分析了保护气入口压力、载气流量等参数对流场的影响。模拟结果表明: 激光光内送粉、送丝熔覆时...

 PDF全文应用激光 | 2013, 33(03):254-258

 基于电场屏蔽分析的高速单行载流子光探测器饱和特性研究

石拓 熊兵 孙长征 罗毅

[摘要]本论文制作了基于InGaAs/InP材料的背入射台面结构电荷补偿改进型单行载流子光探测器,并对其光饱和性能进行了研究。经测试,直径40 μm器件的响应度高达0.83A/W,直流输出饱和电流达275mA。在9 GHz 的3-dB截止频率处...

 PDF全文Chinese Optics Letters | 2011, 9(08):082302

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