【摘要】：通過多因素實驗法在316L不銹鋼基體板上采用激光選區(qū)熔化技術(SLM)成型單道和單層的熔覆層。對打磨后的熔覆道在掃描電鏡(SEM)下進行觀察。調節(jié)掃描間距和掃描方式,使用定因素分析法,根據成型面質量,找出最合適的掃描間距和掃描方式。結果表明:在其他成型參數(shù)一定的條件下,適當增加激光功率能增加粉末能量攝入,減少制件表面缺陷。在掃描間距為0.07 mm時搭接率大小合適。掃描方式對成型制件的表面粗糙度和硬度都有一定影響,在確定其他成型參數(shù)后,采用跳轉變向的加工方式能成型出較好質量、較大硬度的制件。制件表面球化現(xiàn)象主要因為熔融金屬在較短的冷卻時間內不能完全鋪展開形成球狀的顆粒,適當提高激光功率能有效減少球化顆粒的產生。
【圖文】：

壬柚?在70μm稍大于一個粉末顆粒的尺寸。鋪粉厚度過大容易造成因為粉末未完全熔化引起的粉末球化降低制件質量；鋪粉厚度太小粉末不容易鋪展在基體板上，在燒結過程中容易引起基體板過燒粉末不夠等現(xiàn)象，引起表面缺陷的產生。在確定鋪粉厚度的情況下改變掃描速度、激光加工功率、掃描間距和掃描方式，通過工藝參數(shù)的優(yōu)化可以獲得球化顆粒、裂紋較少、表面平整粗糙度較小及整體質量較好的制件。激光光功率和掃描速度是對單熔道表面質量影響較大的因素。在不同掃描速度、不同功率的情況下熔覆道的寬度也不近相同，從圖1可看出，在功率一定的情況下，隨著掃描速度的增加，熔覆道寬度逐漸減校當功率一定時（98W），掃描速度較小（80mm/s）時，基體板和粉末能量攝入高熔化的金屬粉末較多，引起粉末過熔片層狀熔覆道不明顯，熔融狀圖1不同掃描功率下的熔覆道寬度Fig.1Thewidthsofcladdingunderdifferentscanningpowers204060801001201401601401201008060熔覆道寬度/mm掃描速度/(mm·s-1)80W90W98WCSCrNiMoPSiMn0.0130.01317.7713.312.230.030.710.06表1316L粉末化學成分(質量分數(shù)，%)Tab.1Chemicalcompositionof316Lpowder(wt%)171

HotWorkingTechnology2017,Vol.46,No.20態(tài)粉末鋪展能力增加，如圖2（a）所示。掃描速度較小時粉末能量攝入過量，液體飛濺到邊緣部位迅速冷卻形成球化顆粒。當功率一定時(98W)，掃描速度較大（90mm/s）時生成的熔覆道中的未熔化粉末夾雜較多，能量攝入小，未熔化粉末和半熔化粉末相互夾雜，在邊緣和基體板相接位置有嚴重的球化現(xiàn)象，如圖2（b）所示。這主要是由于能量攝入過小，根據能量最小化原理自動縮成球狀形成的球化顆粒。掃描速度過大時粉末吸收能量較少，部分粉末不能完全熔化，熔覆道產生明顯的不連續(xù)現(xiàn)象。由于激光的光斑在掃描時是以熱流密度輸入的，光斑能量q服從高斯分布，有：q=2APπω2exp-2(x2+y2)ω2ωω（1）式中：A為粉體對激光的吸收率；P為激光功率；ω為光斑半徑；x、y為距激光中心原點的坐標值。在掃描速度一定的情況下，激光功率越高，熔覆道越寬，激光功率提高使得單位時間內粉末攝入能量增加。激光功率越大，能量輸入越多，熔池溫度升高，粉末粘度降低，熔融金屬液相量增加。功率過小時激光提供的能量不能使粉末完全熔化，使得粉末潤濕性差、潤濕角小，形成的熔池小，易引起球化夾雜等缺陷。隨著功率的增加，粉末熔化徹底，熔融粉末潤濕性增強，有利于粉末鋪展使得熔池增大，，熔道寬度增加成型制件表面平整度，提高了質量。激光功率過大時，粉末攝入能量過多引起液體飛濺，使得熔池寬度增加，成型表面不平整，表面質量差。2.3搭接率對表面質量的影響搭接率是用來描述兩條熔道之間連接程度的概念。為了制備表面質量優(yōu)異的制件就要設定合適的搭接率，而搭接率又與掃描間距的設定密不可分。準=D-s/D（2）式中：準為搭接率，%；D為熔道寬度，mm；s為掃描間距，mm。在固定

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