被引排行
激光熔覆技术研究现状及其发展
王东生;田宗军;沈理达;黄因慧;在简要阐释激光熔覆技术工作原理和技术特点的基础上,介绍了激光熔覆材料体系、工艺种类、工艺参数和涂覆层微观组织结构,另外讨论了激光熔覆技术所面临的主要问题,并提出了激光熔覆技术的发展趋势。重点介绍了所做的一些相关工作:激光熔覆MCrAlY涂层、激光熔覆纳米涂层、激光熔覆过程中热力耦合有限元数值模拟、激光熔覆过程裂纹形成机理及控制、激光熔覆纳米陶瓷颗粒增强金属基梯度涂层以及激光多层熔覆大厚度纳米热障陶瓷涂层成型控制等。
激光直接制造金属零件过程的闭环控制研究
宁国庆,钟敏霖,杨林,刘文今,陈艳霞,李凤生对激光直接制造金属零件过程中熔池温度和熔覆层厚度的变化进行了研究,指出对确定的材料,当激光功率增大到一定值时,熔池内的金属溶液大多已达到了热饱和,温度累积效应并不显著,熔池温度基本保持平稳,而在制造过程中若零件由于工艺不稳定而产生凹凸点,在多次层叠制造后,凹处越凹、凸处越凸,严重影响零件的制造精度。所以通过传感器来直接监测金属零件的熔覆高度,进而通过控制送粉量来保证制造过程中熔覆高度的稳定性比起温度控制来更具有实际意义。提出了熔覆高度的检测方案,并对送粉量的闭环控制系统进行了研究,对送粉量的时间延迟提出了相应的对策。结果表明对熔覆层高度的检测和对送粉量的调节能够提高激光直接制造过程的稳定性和制造精度。
高强铝合金激光焊接新进展
肖荣诗,陈铠,左铁钏本文结合作者多年的研究工作,论述了高强铝合金激光焊接的特点和难点,介绍了采用填充焊丝和填充粉末的高强铝合金的激光焊接技术,对比了CO2和YAG激光焊接高强铝合金的工艺,讨论了双光束激光焊接和“激光+电弧”的复合焊接工艺,最后介绍作者发明的采用辅助电流的高强铝合金激光焊接技术。
金属粉末选区激光熔化成形过程温度场模拟
姚化山;史玉升;章文献;刘锦辉;黄树槐;利用ANSYS有限元软件对选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形过程的三维瞬态温度场的分布变化进行了数值模拟;在考虑材料的热物性参数随温度变化和相变非线性行为的情况下,建立了选择性激光熔化(SLM)的三维温度场有限元模型;并利用ANSYS参数化设计语言(APDL)实现了激光高斯热源的移动加载。模拟结果表明:随着扫描时间的增加,由于热积累效应,熔池的温度越来越高,热影响区也随之增大;熔化成形过程中,光斑中心的前端存在较大的温度梯度;扫描速度小,容易造成液相的流动,出现孔洞,扫描速度过大,则粉末不能完全熔化;模拟得到的结果与实验结果相吻合。
CO2激光-MIG复合焊接射滴过渡的熔滴特性
雷正龙,陈彦宾,李俐群,吴林本文以 5 .0mm厚LF6防锈铝合金板为试验材料 ,进行了CO2 激光 -MIG电弧射滴过渡的旁轴复合焊接试验。试验结果表明 ,在激光锁孔效应下 ,CO2 激光 -MIG复合焊接铝合金不仅具有在较宽的参数范围内焊缝成形美观 ,熔深熔宽增加 ,无气孔等优点 ;而且还发现 ,与单MIG焊接的熔滴过渡特性相比 ,复合焊接过程中一方面由于激光能量和激光锁孔效应产生的大量金属等离子体对熔滴的热辐射作用 ,促进了熔滴过渡 ;另一方面由于激光等离子体对熔滴的吸引力和金属蒸气对熔滴的反冲力又阻碍了熔滴过渡 ,两者综合作用改变了熔滴过渡方式和过渡频率。在此基础上 ,通过对复合焊接过程中焊接电流和电弧电压波形以及熔滴过渡特征的分析 ,进一步研究了激光功率、激光与电弧的作用位置以及激光束离焦量对复合焊接过程中熔滴过渡频率的影响规律。
激光快速成形过程中熔覆层的两种开裂行为及其机理研究
陈静,杨海欧,李延民,黄卫东激光快速成形技术是在激光熔覆技术及快速原型技术的基础上发展起来的一项新的先进的制造技术,能够实现高性能致密金属零件的快速无模近终形制造。但是,如果成形条件控制不当,易于在成形件中产生裂纹、气孔、夹杂、层间结合不良等缺陷,而裂纹是成形过程中最常见、破坏性最大的一种缺陷。本文采用微观测试分析方法,深入研究了激光快速成形某些合金粉末过程中熔覆层的开裂行为及裂纹形成机理。研究结果表明,对于镍基自熔合金,熔覆层的开裂属于冷裂纹范畴,是熔覆合金的低延性及成形过程中热应力双重作用的结果。对于奥氏体不锈钢等材料,熔覆层的开裂属于热裂纹范畴,裂纹产生的主要原因是由于凝固温度区间内晶界处的残余液相受熔覆层中的热应力作用所导致的液膜分离的结果。
变形镁合金AZ31B的激光焊接工艺研究
宋刚,刘黎明,王继锋,许德胜本文以AZ31B变形镁合金为主要对象 ,研究镁合金的激光焊接工艺特点 ,探讨焊接工艺参数对接头组织及性能的影响。结果表明 ,激光脉宽是影响焊接接头性能的主要工艺参数 ,通过控制激光脉冲宽度可以获得高质量的镁合金焊接接头。组织观察发现镁合金激光焊接接头焊缝组织致密 ,晶粒细小 ,热影响区不明显 ;另外硬度试验显示 ,母材、热影响区、焊缝硬度相当。在本试验条件下采用YAG激光焊接工艺能够成功的实现变形镁合金AZ31B的连接 ,接头强度可达母材的 95 %。
316L不锈钢粉末选择性激光熔化快速成形的工艺研究
付立定;史玉升;章文献;刘锦辉;鲁中良;采用正交实验方法优化316L不锈钢粉末的选择性激光熔化快速成形工艺,并对试样密度、表面形貌和微观组织进行了分析。正交实验表明,用316L不锈钢粉末在HRPM-Ⅱ设备直接熔化成形可获得达到致密度较高的试样,试样致密度达80.0%。优化后的工艺参数为激光功率95W、扫描速度70mm/s、扫描间距0.06mm,使用该优化参数制得了复杂曲面和网格零件。
铝合金激光选区熔化成形技术研究现状
董鹏;李忠华;严振宇;黄超;梁晓康;何京文;陈济轮;王国庆;铝合金是交通运输、航空航天领域常用的一种轻质结构材料。激光选区熔化成形技术是一种基于粉床铺粉的激光增材制造技术,可以实现复杂型腔薄壁构件的高精度、高性能、短流程制造。从材料特性、技术工艺特点等几个方面对国外铝合金激光选区熔化成形技术的发展现状进行了综述。
铝合金粉末选择性激光熔化成形工艺优化试验研究
张骁丽;齐欢;魏青松;选择性激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)是最近十几年发展起来的一种先进快速成形技术,利用高能激光束熔化金属粉末,逐层堆积,直接成形高性能复杂金属零部件。SLM可成形的粉末材料广泛,其中铝合金作为轻金属材料有优良的物理、化学和机械性能,在很多领域获得了广泛应用,但是铝合金自身的特性(如易氧化,高反射性和导热性等)增加了选择性激光熔化制造的难度。研究使用AlSi12铝合金粉末对SLM成形工艺优化做了一系列试验研究,利用金相显微(OM)、电镜扫描(SEM)等方法分析了扫描轨迹和成形件的组织性能。采用不同工艺参数组合,在铝合金基板上进行铝合金粉末单道熔化实验,研究了激光功率、扫描速度对单熔化道形貌和宽度的影响规律;最终单道实验得出的优化工艺窗口,要求线能量密度在0.170.36 J/mm范围内。在优化的工艺窗口内,实施单层多道扫描,分析扫描间距和搭接率对单层形貌的影响规律,并进一步优化激光功率和扫描速度参数,得到较优工艺参数是激光功率140~180 W,扫描速度7001 000 mm/s,扫描间距0.040.05 mm。最后,实施块体成形,分析了成形件致密度与线能量密度的关系,并对成形件的性能作了微观表征,从粉末特性和工艺参数两方面分析孔隙的成因。