【摘 要】
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聚焦激光直接物标标识铝合金(2024)工艺中,功率、填充间隔和重复频率等工艺参数对铝合金表面粗糙度的影响,旨在从形貌、产物成分两方面分析工艺参数与粗糙度之间的影响规律.首先采用1 060 nm主控振荡器的功率放大激光器(mas-ter oscillator power-amplifier,MOPA)对铝合金2024进行标识,然后使用粗糙度检测仪测量不同工艺参数下的标识表面粗糙度值,结果表明,功率、填充间隔和重复频率影响材料表面熔化、气化、重铸程度,导致材料表面出现不同的粗糙度和不同的粗糙度变化规律.采用数
【机 构】
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上海飞机制造有限公司,上海201324;上海市激光技术研究所,上海200233;上海激光直接物标溯源工程技术研究中心,上海200233;上海市激光技术研究所,上海200233
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聚焦激光直接物标标识铝合金(2024)工艺中,功率、填充间隔和重复频率等工艺参数对铝合金表面粗糙度的影响,旨在从形貌、产物成分两方面分析工艺参数与粗糙度之间的影响规律.首先采用1 060 nm主控振荡器的功率放大激光器(mas-ter oscillator power-amplifier,MOPA)对铝合金2024进行标识,然后使用粗糙度检测仪测量不同工艺参数下的标识表面粗糙度值,结果表明,功率、填充间隔和重复频率影响材料表面熔化、气化、重铸程度,导致材料表面出现不同的粗糙度和不同的粗糙度变化规律.采用数码显微系统观测标识区域表面形貌,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了标识区域表面的化学成分,结果表明,不同的工艺参数造成标识表面熔化、气化、重铸程度会有明显差异,因而表面形貌和产物不同,影响标识表面粗糙度值.
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为了解工艺参数、形状参数对激光选区熔化制件成形精度的影响规律,针对高度方向的尺寸误差、圆弧表面的形状误差建立数学模型.利用316L粉末在200 μm度层厚的基础上进行激光选区熔化正交试验,选择激光填充功率、激光轮廓功率、扫描速度、形状参数、扫描间距五个因素四个水平进行试验.试验结果表明:影响表面粗糙度的因素为激光功率,功率增大,粗糙度值下降;影响轮廓度误差的因素为形状参数和填充激光功率.圆弧形状存在最差圆心角度,激光功率增大,轮廓度误差增大;影响高度方向尺寸误差的因素主要为零件本身结构,加工工艺对尺寸误差
水平悬垂面是一种特殊的悬垂结构,也是选区激光熔化(SLM)成形技术存在的难题.结合图像处理的方法,研究了不同激光功率下其首层表面轮廓特征的成形特点和成形质量的关系.结果表明:使用“线”形扫描策略,首层表面存在与扫描方向呈一定倾斜角度且不同大小的亮斑和孔隙,并随激光能量的输入而变化;减小激光功率,首层表面孔隙变大,熔道间的结合强度变低;通过“旋转式”重熔的扫描策略可以提高首层表面抵抗外力变形的能力,并有效地避免成形面翘曲变形、塌陷现象发生.
为改善钛合金(TC4)零部件硬度低、耐磨性差等缺陷,利用激光熔覆技术在TC4表面制备碳化硼/钴基合金(B4C/Co-balt-based)复合涂层.通过有限元法对复合涂层的温度场进行数值模拟,结合复合涂层的表面形貌和显微硬度分析,研究激光功率对单道激光熔覆B4C/Cobalt-based复合涂层的影响.结果表明:随着激光功率的升高,熔池峰值温度升高,热影响区增大,熔池深度增加,宽度几乎无变化;当激光功率为1 600 W时,复合涂层的显微硬度达到最高值,为618.7 HV(2N加载力),相较于TC4基底提升
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应用光纤激光器在GCr15轴承钢表面激光熔覆制备钴基合金涂层,运用正交试验研究激光功率、扫描速度与送粉率等工艺参数对熔覆层稀释率的影响,通过极差分析确定影响稀释率的关键因素,基于正交试验结果采用RBF神经网络建立激光工艺参数与熔覆层稀释率之间的预测模型,并用测试样本对网络进行检验.结果表明:对稀释率影响最显著的因素为送粉率,由于粉末熔化存在所需能量阈值和“热屏蔽”效应,稀释率并非随着激光功率和送粉率的增大而一直增大或减小,而是存在波动现象;随着扫描速度的增大,稀释率不断变小,稀释率的变化由各熔覆工艺参数交
选区激光熔化成形过程中金属粉末的快速熔化凝固会产生较大的热梯度,温度的动态变化对不同粉末成形零件的微观组织和力学性能产生影响.基于有限元分析软件,采用移动高斯热源(Gauss)加载对选区激光熔化成形过程进行三维瞬态温度场模拟,研究Hastelloy X和Ti6Al4V合金的不同属性与温度变化及凝固冷却规律.同时基于选区激光熔化工艺制备Hastelloy X和Ti6Al4V合金试样,对其微观组织和力学性能进行表征.结果表明:Hastelloy X和Ti6Al4V合金瞬态峰值温度分别达到2 777.37℃、3
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