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激光熔覆分类中的丝材激光熔覆

作者:admin 来源: 日期:2016/8/20 23:00:11

   丝材激光熔覆技术作为增材制造领域的关键技术之一,在现代工业中其有非常广阔的应用前景。相对目前应用较广阔的激光熔粉法,激光熔丝在其生产过程中有材料利用率高、速度快、绿色环保、沉积层组织缺陷较少且组织更为细密等诸多优点。激光熔丝沉积技术由于其独特的技术优势,自产生之日起便受到了世界上诸多研究机构、政府及企业的多方关注。



   迄今为止,国外学者对激光熔丝沉积技术进行了大量研究。韩国仁荷大学的Jae--DO Kim等对激光熔丝过程中的送丝角度、速度以及方向等诸多工艺参数进行了系统的研究,分析了参数对所成形激光涂层组织结构的影响,并证实随着激光扫描速度的增加,基材金属的热影响区的晶拉尺寸变小.如图3.7所示。



   在国内,苏州大学在45钢基材上采用不同的送丝速度进行光内送丝激光熔覆实验,建立了金属丝在整个熔化过程中的熔滴与熔池模型,并对这两种模型进行了理论分析。结果表明,在扫描速度和激光功率保持不变的条件下,送丝速度直接影响着熔池德定性,对涂层形貌和显微组织形态起到了重要作用。浙江工业大学在45钢上用大功率CO2激光束和自动送丝机进行了激光快速成形工艺性研究。研究结果显示:优化工艺范国后的激光涂层组织较氩弧焊层组织结构明显细化,硬度提高将近70%,过渡区狭小,激光涂层有良好的耐磨性。华南理工大学对激光熔丝过程中的送丝方向与角度、送丝速度、激光扫描速度、功率以及激光涂层组织结构进行了深人研究。研究表明,基于送丝技术的激光快速成形可获得超致密的组织结构,为后续激光修复与快速成形方面的研究打下了坚实的理论基础。浙江工业大学选用不同的激光功率、扫描速度、送丝速度。用专用丝材进行了激光快速成形试验。研究结果表明,当速度不变时,激光功率增加。其热形响区变大,组

织结构由细变粗,硬度增加;随着扫描速度增加,激光层稀释率下降,硬度则显著提升。


   英国诺丁汉大学S.H.Mok等用2.5kw的二极管激光在TC4钛合金表面进行激光熔丝试验,制备出了致密的激光涂层,大幅度提高了钛合金的硬度。试验示意图如图3.8所示。


   英国曼彻斯特大学研究表明,激光熔丝过程中,丝材与激光熔池的位置对所生成的激光涂层具有重要影响。当丝材处于熔池后方时,激光涂层各方面性能与表面形貌达到最佳。



   瑞典西部大学A.Heralic教授等采用一种全新的激光熔丝白动化系统来进行激光增材制造(图3.9)。该系统具有效率高、精准度高以及安全度高的“三高”特点,具有非常显著的工业实用性价值。系统配备专业摄像头和报带系统,可随时监侧整个激光熔丝过程,并随时有效预防可能出现的各种不安全及意外的发生。


   激光熔丝沉积技术基于其诸多优点,将有非常巨大的工业应用价值。随着我国综合国力的不断增强,包括航空在内的国防武器装备开发的逐渐加速,增材制造技术迎来了高速发展的黄金阶段,未来工业应用前景将十分广阔。









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