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《江苏大学》 2008年
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激光熔覆成形金属零件的参数优化及实验研究

季霞  
【摘要】: 激光熔覆成形技术是在快速成形技术的基础上,结合激光表面强化技术发展起来的一种先进制造技术。该技术采用激光熔覆方法沿高度方向逐层堆积金属粉材,从而最终获得三维实体零件。本文利用SAS软件对熔覆工艺参数进行优化,在参数优化的基础上进行激光熔覆成形金属零件的实验研究,主要工作有以下几点。 1、从激光与粉末、粉末与基体之间的相互作用理论入手,分析了激光熔覆成形过程,探讨了熔覆成形过程中的能量传递规律,建立了激光熔覆过程中熔池的传热、传质及对流模型,分析和总结了激光熔覆成形件的质量影响因素,为后续熔覆工艺参数的优化及实验研究提供理论基础。 2、以SAS分析软件为工具,利用Plackett-Burman设计和响应面分析法进行了合理的试验安排和数据分析,实现了对激光熔覆过程中的工艺参数的优化,取得了较好的效果。结果表明:在激光熔覆件质量众多影响因素中,激光功率、扫描速度、送粉速度是重要因素。采用典型相关分析法对单道单层熔覆的宽度和高度与主要输入工艺参数之间的相关性进行分析,得到主要输入工艺参数和单道单层熔覆尺寸之间的一般规律。 3、在参数优化的基础上进行激光熔覆成形金属零件的实验研究,分析主要工艺参数对单道单层熔覆成形件表面形貌的影响,讨论了多道多层熔覆过程中的激光功率、Z轴上升的高度以及散热措施等。分析了熔覆成形过程中可能出现的问题,如翘曲变形,粉末流的不稳定性,熔覆裂纹和气孔等,并提出了相应的改善措施。对熔覆成形件进行性能分析,观察其表面形貌,检测其内部组织及成分,测试熔覆层沿层深方向的硬度,并对熔覆件进行了摩擦磨损实验。研究结果表明,采用激光熔覆成形技术获得的零件性能有较大地提高。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN249

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【参考文献】
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