發(fā)布時(shí)間：2017-11-06 10:14

  本文關(guān)鍵詞：激光銑削對(duì)激光熔覆成形件的整形機(jī)理和試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 激光銑削 Fe313熔覆層 試驗(yàn)研究 有限元模擬 微觀影響

【摘要】：激光熔覆成形過程中,熔覆層表面易出現(xiàn)粉末粘結(jié)、節(jié)點(diǎn)凹凸不平等問題,導(dǎo)致熔覆件表面精度較差。為改善熔覆件表面質(zhì)量,引入激光銑削技術(shù),將“增材”與“減材”相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)激光復(fù)合成形。本文針對(duì)Fe313激光熔覆件的整形,進(jìn)行激光銑削的研究和探索,主要內(nèi)容如下:(1)分析激光束與材料相互作用的機(jī)理,建立粗糙度的數(shù)學(xué)模型,計(jì)算激光去除熔覆層材料的閾值。同時(shí),針對(duì)熔覆層表面不平整的缺陷,從單點(diǎn)、單道熔池模型入手,探究激光銑削過程中熔液流動(dòng)改善熔覆層表面不平整的模型。(2)采用脈沖激光對(duì)Fe313熔覆件進(jìn)行銑削試驗(yàn),在單點(diǎn)燒蝕試驗(yàn)中,探究激光束的平均功率、脈寬、離焦量、重復(fù)頻率對(duì)凹坑直徑變化的基本規(guī)律;在單道銑削試驗(yàn)中,分析點(diǎn)間距對(duì)單道銑削粗糙度的影響;在單層銑削試驗(yàn)中,研究平均功率、脈寬、重復(fù)頻率對(duì)激光熔覆層表面局部粗糙度,及整體平整度的影響規(guī)律。進(jìn)一步通過建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)熔覆層的表面質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè),為實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制提供基礎(chǔ)。同時(shí),通過正交試驗(yàn)極差分析和方差分析的方法,探究各激光工藝參數(shù)影響熔覆層表面質(zhì)量的權(quán)重,得出對(duì)于熔覆層的局部粗糙度,點(diǎn)間距的影響最大且高度顯著,其次為平均功率;對(duì)于整體平整度,平均功率影響最大且顯著,其次為脈寬。(3)利用ANSYS軟件,建立激光銑削熔覆層時(shí)的溫度場模型,對(duì)移動(dòng)激光熱源輻照下熔覆層的溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬和分析,得到了不同激光工藝參數(shù)下的溫度場的變化規(guī)律,將模擬結(jié)果的熔融深度、寬度與實(shí)際測(cè)量的熔融深度、寬度作對(duì)比,基本一致。(4)對(duì)于光潔的整形表面,激光束有重熔硬化作用,重熔后組織呈晶粒細(xì)化的現(xiàn)象,且隨著激光功率的增加,細(xì)化區(qū)域的深度加深;脈寬對(duì)細(xì)化區(qū)域的深度影響不明顯。隨著平均功率的增大,熔覆層表層的硬度先增大后減小,其硬度強(qiáng)化區(qū)域增大。激光束能量偏高及偏低時(shí),熔覆層損傷,不同程度促使晶粒增長。同時(shí),通過能譜分析發(fā)現(xiàn),激光的銑削作用使熔覆層的元素組成發(fā)生區(qū)域性的變化。以上研究表明,利用激光銑削對(duì)熔覆成形件具有短流程、低成本的整形效果,與現(xiàn)有的激光熔覆-機(jī)械加工復(fù)合成形相比,大大提高了工作效率,降低了生產(chǎn)成本。
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG54;TG665

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張海鷗;蔣疆;王桂蘭;;金屬零件直接快速制造技術(shù)[J];航空制造技術(shù);2008年07期

2 曾錫琴;周建忠;黃舒;;基于正交試驗(yàn)的Al_2O_3陶瓷激光銑削試驗(yàn)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2012年05期

3 王東生;田宗軍;沈理達(dá);黃因慧;;激光熔覆技術(shù)研究現(xiàn)狀及其發(fā)展[J];應(yīng)用激光;2012年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱銀波;陶瓷材料脈沖激光銑削成形實(shí)驗(yàn)及模擬研究[D];江蘇大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：1148470