送粉式激光熔覆質(zhì)量預(yù)測與熔覆過程數(shù)值模擬.pdf

1、送粉式激光熔覆因其具有工藝參數(shù)可控、對激光能量吸收率高、無內(nèi)部氣孔、生產(chǎn)效率高、熔覆材料和基體材料同時加熱等諸多優(yōu)點(diǎn)，展示出極強(qiáng)的研究開發(fā)價值。本文在跟蹤、查閱國內(nèi)外相關(guān)理論、應(yīng)用研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對以下幾方面展開研究：
　　(1)將多元線性回歸模型和遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對比應(yīng)用于激光熔覆質(zhì)量預(yù)測。結(jié)果表明：多元線性回歸分析應(yīng)用于激光熔覆的質(zhì)量預(yù)測是可行的；多元線性回歸分析與遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比較，前者能直觀獲得熔覆層寬、高、基體熔深與規(guī)范

2、參數(shù)之間的定量函數(shù)關(guān)系，更為方便，一般情況下應(yīng)優(yōu)先選用；后者預(yù)測精度相對較高，但運(yùn)算過程相對復(fù)雜，更適合精度要求較高的場合。
　　(2)建立了同軸送粉式激光熔覆的解析模型，確定出了不同工藝參數(shù)下的激光束能量的重分配比例，計算出了粉末粒子在飛行過程中的溫升。并發(fā)現(xiàn)粉末粒子的溫升與激光功率呈近似線性關(guān)系。
　　(3)首次將數(shù)學(xué)解析模型與有限元模型結(jié)合，模擬激光熔覆過程的溫度場分布。將粉末粒子在飛行過程中的溫升作為初始溫度場加載給

3、基體，基體吸收的能量包括激光束能量重分配后基體直接吸收部分和通過加熱粉末粒子傳遞給基體的能量，模擬所得熔池形貌與試驗(yàn)結(jié)果相吻合。模擬結(jié)果表明熔覆層上某點(diǎn)熱循環(huán)曲線的升溫過程近似呈直線垂直上升，降溫曲線近似呈雙曲線的一支，并且發(fā)現(xiàn)預(yù)熱過程不能改變雙曲線的開口大小和形狀，但隨著預(yù)熱溫度的增高，雙曲線沿縱坐標(biāo)上移。
　　(4)模擬了多道次激光熔覆溫度場，模擬發(fā)現(xiàn)多道熔覆工件表面溫度場呈后拖的偏橢圓狀，即溫度場橢圓不以光斑中心對稱，而是偏