送粉式激光熔覆过程激光有效能量的表征方法

为系统地阐述送粉激光熔覆过程中激光能量的分配关系,在分析熔覆材料和基体材料与激光相互作用的基础上,提出了激光能量有效利用率的概念,给出了检测方法,并系统分析了影响因素。结果表明:在相同的送粉速率下,随扫描速度的增加,熔覆材料吸收的能量增加,基体材料吸收的能量减少,激光能量有效利用率增大;在相同的扫描速度下,随送粉速率的增加,熔覆材料吸收的能量增加,基体材料吸收的能量减少,激光能量有效利用率增大。对激光能量有效利用率随扫描速度变化出现最大值的现象给出了合理的解释。为定量描述激光熔覆工艺与工艺结果之间的关系奠定了基础。

大厚度TC4钛合金激光增材连接过程分区组织调控

针对大厚度钛合金构件激光增材连接过程中热累积效应导致的组织粗化及性能劣化问题,本文开展了微观组织分区调控研究,分析了厚板不同位置的晶粒尺寸与析出相形态随着激光功率与扫描速率的变化规律,形成了激光增材连接件分区组织调控方法。结果表明:通过改变激光功率来调控组织形态的参数灵敏度较高,针对激光增材连接过程热累积效应导致的组织粗化问题,需改变激光扫描速率来调控试样中上部及顶部的组织形态。当激光有效能量为5.46×10^(5) J时,增材连接试样的抗拉强度高达915 MPa左右,同时断口韧窝尺寸较大,材料塑韧性较优异。因此,在激光增材连接过程中进行分区组织调控,可实现连接件整体力学性能的显著提升。

送粉式激光熔覆过程中激光有效能量的描述

为描述激光熔覆层质量与工艺参数之间的相互关系 ,在研究自动送粉激光熔覆过程能量分配规律的基础上 ,利用金相法检测的不同工艺条件下单道熔覆层的宏观参数 ,定量计算了L .C .Lim提出的单位质量熔覆材料的比能和单位时间实际输入的比能两个重要参数 ,并系统地分析了影响因素。在激光参数恒定的条件下 ,单位质量熔覆材料的比能随送粉速率的增大而减小 ;单位时间实际输入的比能随扫描速度的增加而减小。对单位质量熔覆材料的比能随扫描速度的变化出现最小值的现象给出了合理的解释。为进一步研究熔覆层的凝固行为、显微组织与工艺参数的关系奠定了理论基础。