【摘要】：本課題以45號(hào)鋼材料為研究對(duì)象，選用熔點(diǎn)低、自熔性好的鎳基合金粉末，對(duì)激光熔覆技術(shù)在齒輪修復(fù)及激光熔覆成形中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。 在45號(hào)鋼基體表面上進(jìn)行了激光熔覆的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，首先進(jìn)行了單道激光熔覆實(shí)驗(yàn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)下，激光熔覆工藝參數(shù)對(duì)熔覆層宏觀質(zhì)量的影響進(jìn)行了分析，并對(duì)滿足宏觀成形質(zhì)量的熔覆試樣進(jìn)行了金相組織分析，采用硬度計(jì)測(cè)試了試樣的顯微硬度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在選定的工藝參數(shù)下，鎳基合金熔覆層組織內(nèi)部沒(méi)有明顯的裂紋和氣孔，熔覆層與基體結(jié)合區(qū)域出現(xiàn)白亮層，實(shí)現(xiàn)了較優(yōu)的冶金結(jié)合，熔覆層顯微硬度高于基體硬度，可以保證成型件性能。在單道熔覆成形實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了多道搭接熔覆成形實(shí)驗(yàn)，確定了最優(yōu)搭接率，并對(duì)多道搭接熔覆層進(jìn)行了金相組織分析及顯微硬度測(cè)試，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)多道搭接熔覆層存在二次熱效應(yīng)問(wèn)題，其組織晶粒大于單道熔覆層且硬度值降低。 在齒輪激光熔覆過(guò)程中，通過(guò)采用合理的掃描順序及分齒方法，，再結(jié)合最優(yōu)工藝參數(shù)，利用KUKA機(jī)器人輔助編程和路徑規(guī)劃軟件設(shè)計(jì)出了合理的掃描路徑，最終利用手工編程的方式完成齒輪的激光熔覆。熔覆后的齒輪表面沒(méi)有裂紋和局部堆積等缺陷，經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證可以滿足使用要求。 最后本文對(duì)齒輪輪齒的激光再制造進(jìn)行研究，利用漸開(kāi)線方程制造漸開(kāi)線齒輪輪齒。用solidwork2010對(duì)三維模型的分層和測(cè)量。采用手工編程和軟件離線編程兩種方法對(duì)掃描路徑進(jìn)行規(guī)劃，最終完成了輪齒的激光再制造實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了編程的正確性與合理性，但熔覆出來(lái)的輪齒形狀和理想的齒輪輪齒形狀存在一定的差別，需要對(duì)激光工藝參數(shù)和激光加工路徑進(jìn)行進(jìn)步的研究。
【圖文】：

表 2.3 激光熔覆主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)參數(shù)Tab. 2.3 The main technical parameters of laser cladding experimental equipments名稱 描述IPG 光纖激光器YLR-3000（德國(guó)）最大輸出功率：3000W 連續(xù) 輸出波長(zhǎng)：1070-1080nm光纖芯徑：1000um 長(zhǎng)度 10m 光束質(zhì)量：4mm·mrad機(jī)械手 KUKAKR30(德國(guó))軸數(shù)：6 最大工作范圍：2033mm負(fù)載能力：30KG 重復(fù)定位精度：<±0.06mm送粉器 FHPF-10北京飛虹激光送粉容量：1.5L 送粉顆粒范圍：200~400 目送粉量：1.2r(g)~8.4r(g) 流量計(jì)：抗靜電送粉管熔覆送粉頭PERCITEC YC52（德國(guó)）粉末噴射距離：12~14mm 粉末匯聚范圍：0.7mm~3mm光纖耦合準(zhǔn)直聚焦系統(tǒng)，CCD 監(jiān)控系統(tǒng)及功率測(cè)量系統(tǒng)

絕對(duì)送粉量的減少使粉末噴射過(guò)程中對(duì)激光束的屏蔽材料表面對(duì)激光能量的利用率，兩者的綜合作用使掃描速度變得無(wú)規(guī)律可尋。電壓對(duì)熔覆層幾何形貌的影響粉電壓對(duì)熔覆層幾何形貌的影響時(shí)，保持激光功率和掃描速度。激光功率取 800w，掃描速度取 1mm/s，送粉電壓從 10v、12v結(jié)果如表 2.8 所示。表 2.8 送粉電壓變化與熔覆層幾何形貌的關(guān)系ationship between the change of powder feeding voltage and the cladding la10 12 14 16 0.56 0.75 0.88 0.91 1.97 1.90 1.88 1.82
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2529459