z轴单层行程对激光熔覆成形的影响

为了探究z轴单层行程z与单层熔覆层高度的匹配对激光熔覆成形的影响,采用了在不同的z轴单层行程z的情况下进行激光熔覆成形试验的方法,通过理论分析和实验验证,得到了不同z轴单层行程z与单层熔覆层高度以及离焦量的关系曲线。结果表明,z轴单层行程z存在一个以第2层熔覆层高度为基准的最佳的取值范围,在此范围内,熔覆过程能够通过自身存在的反馈调节达到z轴单层行程z与单层熔覆层高度相等的稳定成形状态。该研究给出z轴单层行程z选取时的推荐值为0.5d2 z 0.6d2。     

激光清洗FV520B钢表面氧化色工艺参数对表面粗糙度的影响

采用波长为1064 nm的脉冲光纤激光器对FV520B合金钢表面的高温氧化色层进行清洗,以激光功率、脉冲频率、清洗次数和基体原始粗糙度作为变量,考察各参数对试样表面氧化色清除效果及清洗后表面粗糙度的影响规律.研究结果表明:对于200#砂纸打磨的预处理样品(粗糙度约为0.503 μm),当清洗激光功率为40～120W时,清洗后试样表面粗糙度无明显变化,当激光功率为120～200W时,随着激光功率的增大,粗糙度逐渐减小;在激光功率为120W、脉冲频率为20 kHz的条件下,对200#砂纸打磨的预处理样品(粗糙度约为0.503 μm)进行多次清洗,当清洗次数达到2时,粗糙度显著降低(粗糙度降低40.8％),继续增大清洗次数,粗糙度降低效果不明显,确定最佳清洗参数为激光功率120W、脉冲频率20 kHz、清洗次数2.此外,当清洗参数一定时,随着预处理试样初始粗糙度的减小,氧化色层的去除率下降,且清洗后粗糙度的降低效果不明显.     

激光除漆工艺及其对KMN钢表面组织性能的影响

采用波长1064 nm的脉冲光纤激光器对KMN钢表面环氧有机硅漆进行清洗,以搭接率和能量密度作为变量,使用单次清洗和二次清洗两种工艺,探究了激光清洗参数对基体表面粗糙度和重新涂覆漆层附着力的影响,并分析了清洗后基体表面维氏硬度随清洗参数变化的规律和原因。研究结果表明,在能量密度为4.73 J/cm²和搭接率为0.4～0.7参数下,单次清洗漆层难以完全清除干净,需进行二次清洗以去除残余漆块。当第二次清洗搭接率小于0.5且能量密度小于4.25 J/cm²时,基体表层金属熔化导致表面粗糙度小幅下降,但在基体粗糙度高于0.6时,不会影响重新涂覆漆层的附着力。当第二次清洗搭接率大于0.5且能量密度大于4.25 J/cm²时,基材表面熔化和重新凝固引入拉应力,并发生相变和晶粒长大,导致清洗后试样表面硬度低于基材硬度。     

激光重熔对浇铸及CMT堆焊巴氏合金组织的影响

在工业领域中,通过铸造所制备的巴氏合金往往存在缺陷。为了探究如何减少巴氏合金在组织和性能上的缺陷,对比了通过传统浇铸和冷金属过渡焊接(CMT)两种方法在20钢基体上所制备巴氏合金层的组织和性能,并在其表面进行了激光重熔试验。利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪以及维氏硬度计等仪器检测了浇铸、堆焊巴氏合金和重熔巴氏合金层的组织和硬度,通过对比分析可知,CMT堆焊层组织较浇铸层更细,与钢基体的冶金结合更强。激光重熔在细化晶粒、消除粗大组织的同时,未产生偏析、气孔等缺陷。不同激光功率对于巴氏合金层的组织和性能影响各不相同,激光功率分别为300 W和500 W时,堆焊、浇铸试样的重熔层硬度达到最大值35.16 HV_0.025和36.92 HV_0.025。激光重熔对巴氏合金组织和性能的强化效果显著,对于滑动轴承的研究有着巨大的工程应用价值和发展前景。     

基于BP神经网络的激光熔覆参数多目标优化

为了获得TiC铁基合金粉末在316L不锈钢上的激光熔覆最佳工艺参数,提出了一种基于遗传算法优化的反向传播(BP)神经网络的激光熔覆参数优化方法。设计三因素五水平的全因子试验,测量了熔覆层的宏观形貌和平均硬度,建立输入参数(激光功率、扫描速度、保护气流量)和响应量(熔覆层宽度、熔覆层高度、稀释率、显微硬度)的神经网络模型。以多元非线性回归分析工艺参数对响应量的影响,并以综合灰关联度表征熔覆层的综合性能,寻优得到最佳参数。试验结果表明,激光功率和扫描速度对熔覆层宽度、稀释率和显微硬度的影响明显,而保护气流量对熔覆层高度影响最显著,遗传算法优化的BP神经网络模型各响应量模型的拟合优度均达到0.85～0.91之间,GA-BP模型精度良好,当参数为1090 W,扫描速度为4.4 mm/s,保护气流量为10 L·min^-1,综合性能最佳,表明BP神经网络算法适用于激光熔覆层质量控制和参数优化。