研究目的
研究曲面激光熔覆中加工参数(激光功率、扫描速度、气体流量及圆柱形基体外半径)与熔覆几何特征(宽度、高度及稀释率)之间的相关性,其中熔覆路径为曲线轨迹。
研究成果
本研究采用基于中心复合设计的响应面法,建立了曲面激光熔覆(采用曲线路径)中选定因素(激光功率、扫描速度、气体流量和外半径)与几何特征(熔覆宽度、熔覆高度和稀释率)之间的数学模型。通过实验验证了优化参数,为曲面激光熔覆的预测与成形控制提供了理论指导。
研究不足
该研究主要集中于平面激光熔覆与环形熔覆路径的分析与优化。复杂曲面激光熔覆的研究仍有必要开展。
1:实验设计与方法选择:
在Design Expert软件(10.0版)中采用中心复合设计(CCD)模块构建实验方案。本研究选取激光功率(LP)、扫描速度(SS)和气体流量(GF)作为可调工艺参数,同时考察不同外径的AISI/SAE 1045钢管以提供工业应用参考。
2:0版)中采用中心复合设计(CCD)模块构建实验方案。本研究选取激光功率(LP)、扫描速度(SS)和气体流量(GF)作为可调工艺参数,同时考察不同外径的AISI/SAE 1045钢管以提供工业应用参考。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:实验基材为长度70mm、壁厚5mm的不同外径AISI/SAE 1045钢管。熔覆粉末采用成都华银粉末技术公司(中国成都)生产的高速钢粉末(W6Mo5Cr4V2)。
3:实验设备与材料清单:
本实验激光熔覆系统包含:波长1064nm连续波激光器(YLS-3000,IPG,德国布尔巴赫)、焦距300mm/光斑直径0.6mm的熔覆喷嘴(FDH0273,Lasermech,美国密歇根州诺维)、工业机器人(M-710iC/50,FANUC,日本山梨)、水冷系统(TFLW-4000WDR-01-3385,三河通非,中国三河)、送粉系统(CR-PGF-D-2,松兴,中国福州)、PLC计算机控制系统三爪卡盘(三菱,日本)及激光脉冲控制系统(SX14-012PULSE,IPG,德国布尔巴赫)。熔覆过程使用氩气作为载气和保护气。
4:6mm的熔覆喷嘴(FDH0273,Lasermech,美国密歇根州诺维)、工业机器人(M-710iC/50,FANUC,日本山梨)、水冷系统(TFLW-4000WDR-01-3385,三河通非,中国三河)、送粉系统(CR-PGF-D-2,松兴,中国福州)、PLC计算机控制系统三爪卡盘(三菱,日本)及激光脉冲控制系统(SX14-012PULSE,IPG,德国布尔巴赫)。熔覆过程使用氩气作为载气和?;て?。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:熔覆前用无水乙醇清洁基材表面,高速钢粉末经120℃真空干燥30分钟以防送粉系统堵塞。按表3方案进行30组实验。
5:数据分析方法:
采用响应面法(RSM)建立输入变量与响应值的数学模型,通过方差分析(ANOVA)验证模型,显著性水平α设为0.05。
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