Inconel 718高温合金单层多道激光熔覆成形工艺优化

为提高镍基高温合金激光熔覆成形质量,采用正交试验法,分析Inconel 718高温合金在不同工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉速率和搭接率)下,单层多道激光熔覆表面平整度和熔覆宽度的变化规律。结合综合评分法,得到成形质量最佳工艺条件为激光功率2100 W,扫描速度19 mm/s,送粉速率2 r/min,搭接率30%;其中,搭接率对熔覆层表面平整度和熔覆宽度的影响最大,送粉速率对表面平整度影响最小,激光功率对熔覆层宽度影响最小。

基于焊接的多道单层再制造熔覆层组织及性能

以基于焊接的多道单层再制造熔覆层为研究对象,研究了其横截面宏观、微观组织形貌,重点分析中间道熔覆金属微观组织特点,并对熔覆层横截面整体显微硬度和道间显微硬度进行测试,对熔覆层进行不同方向拉伸试验.结果表明,多道单层再制造熔覆层除最后一道外,每道都可分为重熔区、半熔化区、完全重结晶区及不完全重结晶区;熔覆层整体硬度两侧高于中间,且沿堆积方向能够承受比垂直堆积方向更大的拉伸载荷,拉伸断裂均为延性断裂.

电弧増材制造厚壁结构焊道间距计算策略

对单层多道电弧増材制造结构的形貌特征进行研究。发现单条焊道形貌、焊道间距和焊道数目共同决定单层多道结构的最终几何形貌。因此,当焊接参数确定后,焊道间距将在最大程度上影响着单层多道结构的表面平整度。为获得较为合理的焊道间距,总结其他学者在该问题上所用的计算模型。借助于试验手段,阐述传统模型在铝合金电弧增材制造应用中的不足,包括在模型推导过程中采用焊道轮廓近似而产生的误差和模型在使用过程中的局限性。通过对传统模型进行修正,建立一种基于焊接速度、送丝速度和余高的新型焊道间距计算模型。采用试验的方法,对该模型的实用性进行验证。试验结果显示,该模型能够在较为宽泛的参数范围内计算单层多道结构的最佳焊道间距。

316L不锈钢粉末激光选区熔化成形仿真及单层多熔道形貌重构

为定量预测不同工艺参数下316L不锈钢粉末激光选区熔化(SLM)成形熔道形貌并完成其单层多熔道形貌重构,首先对SLM成形熔道的过程进行了模拟,接着完成了SLM成形单熔道实验,得到了工艺参数与熔道宽度及其标准差系数之间的关系,并建立了单熔道截面轮廓数学模型,在此基础上完成了接近真实轮廓的单层多道轮廓三维模型重构。研究结果表明:当激光功率恒为200 W时,随着扫描速度从1.0 m·s^(-1)增大到2.0 m·s^(-1)时,熔道宽度从69.82μm减小到46.65μm,熔道宽度标准差系数从9.84%增大到22.65%;当扫描速度恒为1.3 m·s^(-1)时,随着激光功率从100 W增大到300 W,熔道宽度增加到69.64μm后开始减小,熔道宽度标准差系数减小到13.11%后开始增大;同一线能量密度下得到的熔道宽度值的变化正常,但熔道宽度标准差系数在12.26%到22.65%之间波动;当激光功率约为200 W、扫描速度约为1.0 m·s^(-1)时,成形的单道熔道宽度均匀,标准差系数低于15%,熔道质量较好。

高氮钢-不锈钢电弧增材制造表面形貌研究

为了对异质材料电弧增材成型的结构机理进行研究,采用机器人电弧增材成型技术,对高氮钢多方式(普通单道、单道多层、多道单层)沉积表面进行分析,筛选最佳工艺参数、焊道间间距,进行电弧交织结构的增材成型。试验结果表明:高氮钢单道焊缝随着沉积速度增大,表面气孔减少;高氮钢多层多道沉积时,送丝速度增大,表面气孔增多;通过最佳焊道间距的预测,得到的过渡层表面平整,表面成形精度达到亚毫米级。

间隙填充电弧增材制造对表面质量的影响

针对单层多道增材制造,提出一种新的搭接模型——间隙填充模型。研究间隙填充模型对多道焊缝表面质量的影响,发现基体中心间距和接触角对成形件表面质量有重大影响。通过计算平均高度、总熔宽、方差和极差定量比较间隙填充模型和传统搭接模型的表面质量。结果表明:间隙填充模型沉积的多道焊缝表面质量明显优于传统搭接模型,提升了表面质量,节约了材料和时间成本。