激光熔覆中同軸送粉溫度場理論與實驗研究.pdf

1、以激光熔覆為基礎(chǔ)的激光制造與再制造技術(shù)已廣泛應(yīng)用于重要領(lǐng)域中，例如，航天、汽車等行業(yè)中。激光熔覆中，激光束與載氣粉末流同時從粉嘴處射出，在CNC工作平臺下，由CAD/CAM控制三維實體工件，使其形成熔覆層。
　　 其中，激光與粉末流的相互作用過程是較為復(fù)雜的過程，在這個過程中不僅包括固氣兩相流，還具有激光束對粉末流的能量作用，以及粉末流本身的輻射、折射、散射的現(xiàn)象等。激光熔覆所用的激光功率密度高達104w/cm2以上，在此強激光

2、輻照區(qū)內(nèi)，激光與材料相互作用，發(fā)生著粉末的熔化、流動、混合、液態(tài)金屬與固態(tài)顆粒間的相互作用、合金元素擴散及熔池凝固等一系列的物理化學(xué)變化，直接影響著熔覆層的組成結(jié)構(gòu)和性能，從理論和試驗上開展激光熔覆粉末流整體溫度場檢測研究對激光熔覆技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用具有重要指導(dǎo)作用。
　　 本文主要研究激光熔覆中，金屬粉末流與激光束相互作用機理和粉木流作為吸光整體的溫度場的檢測。主要進行了以下幾項研究工作：
　　 1、利用FLUENT軟件

3、，基于流場及熱傳導(dǎo)公式建立適合于粉術(shù)流與激光束相互作用下的粉術(shù)流溫度場分布模型。
　　 2、確定CCD檢測激光熔覆粉末流整體溫度場系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案。結(jié)合粉末流整體溫度場高溫特點，利用CCD比色測溫方法設(shè)計出適合于粉末流整體溫度場檢測的測溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括硬件和軟件兩個部分。
　　 3、分析粉木流整體場特點，建立激光熔覆粉術(shù)流溫度檢測的圖像處理方案。主要確定了去噪處理、圖像分割、目標識別的具體處理方案，得出效果良好的數(shù)字