零件的表面精度影響零件的外觀、工作性能、可靠性及壽命。激光熔覆3D成形有制造流程短、熔層質(zhì)量好、材料利用率高等一系列優(yōu)點(diǎn),但至今此方法一直還處于為毛坯制造階段,根據(jù)需求大多還需后續(xù)精加工來提高和改善其表面形貌、波紋度和粗糙度。本研究基于激光內(nèi)送粉技術(shù),研究一次熔覆成形出相對(duì)高精表面的工藝方法。構(gòu)建了激光內(nèi)送粉熔覆實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)系統(tǒng)。研究了中空環(huán)形激光的能量分布,并基于ANSYS仿真軟件對(duì)環(huán)形激光溫度場(chǎng)分布進(jìn)行數(shù)值模擬,采用紅外測(cè)溫儀進(jìn)行溫度場(chǎng)分布驗(yàn)證。分析了環(huán)形激光能量及溫度分布對(duì)激光熔覆成形表面精度的影響。研究了內(nèi)送粉粉氣耦合規(guī)律。分析不同送粉管的粉束特性以及準(zhǔn)直氣壓對(duì)粉束集束度影響,采用玻璃送粉管可獲得較好的粉末集束度,擬合了準(zhǔn)直氣壓和粉斑直徑關(guān)系,為探究光粉耦合模式對(duì)粗糙度影響提供了依據(jù)。研究了激光功率、掃描速度和送粉率這三個(gè)工藝參數(shù)對(duì)單道表面質(zhì)量的影響。發(fā)現(xiàn)激光功率對(duì)單道熔覆層表面質(zhì)量有顯著的影響,從上表面粗糙度和上表面及側(cè)面黏粉兩個(gè)指標(biāo)對(duì)表面質(zhì)量進(jìn)行了表征。為成形工藝參數(shù)的選擇提供依據(jù)。提出了激光內(nèi)送粉熔覆過程中三種光粉耦合模式,通過調(diào)節(jié)粉末集束度和環(huán)形光斑離焦量?jī)煞N方法,形成不... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光選區(qū)熔化沉積表面質(zhì)量研究現(xiàn)狀
        1.2.2 激光熔覆成形表面質(zhì)量研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
第二章 激光內(nèi)送粉熔覆系統(tǒng)構(gòu)建
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料
    2.3 激光內(nèi)送粉熔覆系統(tǒng)組成
        2.3.1 光內(nèi)送粉噴頭
        2.3.2 層高檢測(cè)與控制系統(tǒng)
        2.3.3 光纖激光器
        2.3.4 送粉器
        2.3.5 KUKA機(jī)器人系統(tǒng)
        2.3.6 制氮系統(tǒng)及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)
    2.4 制樣及檢測(cè)設(shè)備
        2.4.1 制樣設(shè)備
        2.4.2 表面粗糙度測(cè)量?jī)x、SEM電鏡
        2.4.3 金相顯微鏡、顯微硬度儀
    2.5 本章小結(jié)
第三章 激光內(nèi)送粉熔覆對(duì)表面精度影響因素研究
    3.1 引言
    3.2 中空激光能量分布及溫度場(chǎng)分布特性分析
        3.2.1 中空激光能量分布
        3.2.2 中空激光溫度場(chǎng)分布數(shù)值模擬
        3.2.3 中空激光溫度場(chǎng)分布測(cè)試
    3.3 粉束特性研究
        3.3.1 不同粉管粉束特性
        3.3.2 粉末集束度實(shí)驗(yàn)測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 激光內(nèi)送粉熔覆單道及光粉耦合模式研究
    4.1 引言
    4.2 工藝參數(shù)對(duì)單道熔覆層形貌影響
        4.2.1 試驗(yàn)方法
        4.2.2 激光功率對(duì)單道熔覆層形貌影響
        4.2.3 掃描速度對(duì)單道熔覆層形貌影響
        4.2.4 送粉率對(duì)單道熔覆層形貌影響
    4.3 光粉耦合模式
    4.4 光粉耦合模式對(duì)表面粗糙度影響研究
        4.4.1 試驗(yàn)方法
        4.4.2 光粉耦合模式對(duì)表面粗糙度影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 表面成形薄壁件堆積
    5.1 引言
    5.2 直墻薄壁件堆積工藝研究
        5.2.1 試驗(yàn)方法
        5.2.2 激光功率對(duì)直墻薄壁件表面粗糙度和表面波紋度影響
        5.2.3 掃描速度對(duì)對(duì)直墻薄壁件表面粗糙度和表面波紋度影響
        5.2.4 送粉率對(duì)對(duì)直墻薄壁件表面粗糙度和表面波紋度影響
    5.3 多元扭曲薄壁件激光熔覆實(shí)驗(yàn)與分析
        5.3.1 多元扭曲薄壁件模型建立及路徑規(guī)劃
        5.3.2 多元扭曲薄壁件激光熔覆成形
        5.3.3 多元扭曲薄壁件檢測(cè)分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]激光熔覆成形的熔池形貌及熔池溫度研究綜述[J]. 蔣厚峰,烏日開西·艾依提,安鵬芳.  熱加工工藝. 2019(10)
[2]掃描路徑對(duì)選擇性激光熔化成形質(zhì)量的影響[J]. 劉興鵬,武美萍,魏建鋒.  機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2019(01)
[3]金屬增材制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J]. 劉勇,任香會(huì),常云龍,高世一,董春林.  熱加工工藝. 2018(19)
[4]軸流式閉式葉輪的五軸加工技術(shù)[J]. 高東強(qiáng),王俊杰,孫宇佳.  工具技術(shù). 2018(08)
[5]重型燃機(jī)渦輪葉片精鑄工藝研究[J]. 譚巍,金文光.  鑄造. 2017(04)
[6]激光快速成型中掃描路徑對(duì)成型質(zhì)量的影響[J]. 翟偉,張軻,申屹豪,陳煜.  熱加工工藝. 2017(04)
[7]激光復(fù)合成形零件尺寸精度控制的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉衛(wèi)兵,杜秋,湯攀飛,楊桂林,王明娣.  應(yīng)用激光. 2017(01)
[8]超聲振動(dòng)輔助激光金屬成形IN718沉積態(tài)組織及性能的研究[J]. 王潭,張安峰,梁少端,嚴(yán)深平,張連重,李滌塵.  中國(guó)激光. 2016(11)
[9]基于粉末特性的選區(qū)激光熔化Ti6Al4V表面粗糙度研究[J]. 孫健峰,楊永強(qiáng),楊洲.  中國(guó)激光. 2016(07)
[10]激光功率對(duì)激光熔覆鎳基合金涂層組織與性能的影響[J]. 鄧德偉,孫晉華,王鑫林,張洪潮.  稀有金屬. 2016(01)

博士論文
[1]三元流閉式葉輪組合電加工技術(shù)研究[D]. 劉辰.南京航空航天大學(xué) 2010

碩士論文
[1]閉式葉輪激光光內(nèi)送粉成形工藝研究[D]. 陳磊.蘇州大學(xué) 2019
[2]基于光內(nèi)送粉激光熔覆扭曲薄壁件的成形研究[D]. 王晨.蘇州大學(xué) 2012
[3]三元流閉式葉輪數(shù)控電火花加工技術(shù)研究[D]. 吳彥農(nóng).南京航空航天大學(xué) 2012
[4]環(huán)形激光作用下同軸送粉熔覆工藝參數(shù)對(duì)成形的影響[D]. 彭善飛.蘇州大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3642183