激光熔覆送粉裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究.pdf

1、激光熔覆技術(shù)作為一種表面改性的涂層技術(shù)，可以在金屬基體表面涂覆性能優(yōu)異的合金涂層或再制造工業(yè)生產(chǎn)中零件的局部修復(fù)。如今，激光熔覆系統(tǒng)包括激光器、數(shù)控加工機(jī)床、光路系統(tǒng)、粉末輸送系統(tǒng)和檢測(cè)控制系統(tǒng)。隨著控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，激光熔覆技術(shù)越來(lái)越向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，并且從一維激光熔覆，經(jīng)過(guò)X和Y兩個(gè)方向的發(fā)展，現(xiàn)在向三維同時(shí)運(yùn)動(dòng)熔覆構(gòu)造金屬零件的發(fā)展。現(xiàn)在的金屬零件快速制造技術(shù)的研究一般都是基于激光熔覆工藝發(fā)展而來(lái)。
　　激

2、光熔覆的工藝方法主要有預(yù)置涂層法和同步送粉法兩種，同步送粉激光熔覆是指利用高能激光束使金屬表面形成熔池，同時(shí)用送粉裝置將熔覆粉末噴入熔池與基體形成冶金結(jié)合的熔覆層。相對(duì)預(yù)置涂層法操作靈活，熔覆層有較低稀釋率。在同步送粉激光熔覆過(guò)程中，熔覆層的質(zhì)量不僅與粉末材料的性能、激光功率和掃描速度等工藝參數(shù)因素有關(guān)，送粉器的精確、穩(wěn)定、連續(xù)的送粉有重要影響。因此，研制可以在激光熔覆中精確、穩(wěn)定、連續(xù)送粉的裝置有重要意義。
　　本次實(shí)驗(yàn)基于機(jī)械

3、力學(xué)理論，自制了螺旋式送粉器，其主要由機(jī)械傳動(dòng)和電機(jī)控制兩部分構(gòu)成，同時(shí)利用透明有機(jī)玻璃試制了不同參數(shù)實(shí)驗(yàn)用螺紋和軸套，其目的主要用于觀測(cè)動(dòng)態(tài)條件下，粉體在送粉裝置中的流動(dòng)情況;針對(duì)不同軸徑和不同螺紋牙型的螺紋軸對(duì)送粉速度性能的影響，校驗(yàn)送粉器的送粉穩(wěn)定性和精確性。隨后，以Fe50粉體為實(shí)驗(yàn)材料，利用帶有自制送粉設(shè)備的FD-Light激光器在A3基體板材上進(jìn)行同步送粉激光熔覆實(shí)驗(yàn)，通過(guò)改變激光掃描功率、激光掃描功率、送粉速度，研究不同工

4、藝參數(shù)對(duì)熔覆層質(zhì)量的影響，利用光學(xué)顯微鏡、顯微硬度計(jì)、DPT-5著色探傷設(shè)備，對(duì)所制備熔覆層的尺寸、宏觀形貌、裂紋、顯微硬度性能進(jìn)行研究。
　　通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)與分析，本次實(shí)驗(yàn)得到如下結(jié)論:本次實(shí)驗(yàn)所用的自制送粉器具有良好的穩(wěn)定性，送粉量連續(xù)均勻，送粉速度精確可調(diào);送粉器的送粉速度同電機(jī)轉(zhuǎn)速呈良好的線性關(guān)系，與螺紋軸參數(shù)無(wú)關(guān);單位時(shí)間內(nèi)的送粉量會(huì)隨著螺紋軸的直徑的增大而增大，在相同的電機(jī)轉(zhuǎn)速下，鋸齒形螺紋軸的送粉速率大于標(biāo)準(zhǔn)螺