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封闭空腔回转薄壁件的激光熔覆成形

王聪 石世宏 方琴琴 石拓 夏志新

王聪, 石世宏, 方琴琴, 石拓, 夏志新. 封闭空腔回转薄壁件的激光熔覆成形[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(1): 106006-0106006(8).
引用本文: 王聪, 石世宏, 方琴琴, 石拓, 夏志新. 封闭空腔回转薄壁件的激光熔覆成形[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(1): 106006-0106006(8).
Wang Cong, Shi Shihong, Fang Qinqin, Shi Tuo, Xia Zhixin. Laser cladding forming of closed hollow cavity rotary thin-wall parts[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(1): 106006-0106006(8).
Citation: Wang Cong, Shi Shihong, Fang Qinqin, Shi Tuo, Xia Zhixin. Laser cladding forming of closed hollow cavity rotary thin-wall parts[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(1): 106006-0106006(8).

封闭空腔回转薄壁件的激光熔覆成形

基金项目: 

国家自然科学基金(51675359);国家重点研究发展计划(2016YFB1100300)

详细信息
    作者简介:

    王聪(1991-),男,硕士生,主要从事激光熔覆快速成形方面的研究。Email:1182609970@qq.com

    通讯作者: 石世宏(1956-),男,教授,博士生导师,主要从事激光快速成形方面的研究。Email:shishihongstu.suda.edu.cn
  • 中图分类号: TN249

Laser cladding forming of closed hollow cavity rotary thin-wall parts

  • 摘要: 封闭空腔结构具有大倾角的特征,如采用传统的水平分层法堆积,大倾角部分的熔池易产生塌陷,使成形无法进行;采用变角度法向分层堆积大倾角封闭区域时,存在激光与已成形部分的干涉问题。文中基于中空激光光内送粉技术进行了空间堆积封闭半球壳体的研究。将封闭半球壳体划分为变角度法向成形区域和斜定向成形区域,前者采用变角度法向分层方法进行堆积,以消除阶梯效应;后者采用斜定向错位分层方法进行堆积,避免了封闭区堆积时激光与已成形部分的干涉。建立了斜定向分层堆积偏移模型,并通过斜墙试验验证了可行性,最终完成了封闭半球的熔覆成形。检测结果表明,成形件表面平整,尺寸误差在5%以内,壁厚稳定在2.7 mm左右,两种成形区域的显微组织整体均匀致密,硬度和强度总体保持稳定。
  • [1] Fan Zhang, Zuo Shuchun. Buckling analysis of dished head under external pressure[J]. Pressure Vessel Technology, 2014, 31(1):34-39. (in Chinese)
    [2] Ouyang Huabing, Yu Zhonghai, Chen Tian, et al. Sub-regional process planning for large nuclear power head[J]. Machinery Design Manufacture, 2014(5):253-255. (in Chinese)
    [3] Huang Weidong. Laser Solid Forming[M]. Xi'an:North-western Polytechnic University Press, 2007. (in Chinese)
    [4] Li Jianzhong, Li Xiangfeng, Zuo Dunwen, et al. Influence of defocusing amount on the process of Al/Ti cladding above 7050 aluminum alloy based on numer-ical simulation study[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(4):1126-1133. (in Chinese)
    [5] Li Rui, Yang Xiaojun, Zhao Wei, et al. Effect of femtosecond laser micromachining on the roughness of cladding sidewalls[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(11):3244-3249. (in Chinese)
    [6] Rajeev Dwivedi, Srdja Zekovic, Radovan Kovacevic. A novel approach to fabricate un-directional and branching slenderstructures using laser-based direct metal deposition[J]. International Journal of Machine Tools Manufacture, 2007, 47:1246-1256.
    [7] Rajeev Dwivedi, Radovan Kovacevic. An expert system for generation of machine inputs for laser-based multi-directional metal deposition[J]. International Journal of Machine Tools Manufacture, 2006, 46:1811-1822.
    [8] Song Changhui, Yang Yongqiang, Zhang Manhui, et al. Redesign and selective laser melting manufacturing of femoral component based on digital 3D technology[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(8):2117-2126. (in Chinese)
    [9] Shang Xiaofeng, Liu Weijun, Wang Wei, et al. Slope limit of part made in metal powder laser shaping[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2007, 43(8):97-100. (in Chinese)
    [10] Wang Xuyue, Jiang Hao, Xu Wenji, et al. Laser cladding forming of arc-section inclined thin-walled parts with variable Z increments[J]. Chinese J Lasers, 2011, 38(10):1003007. (in Chinese)
    [11] Shi Shihong, Fu Geyan, Wang Anjun, et al. Laser forming manufacturing process and nozzle of inside-laser powder feeding:China, Chinese Patent 200610116413[P]. 2006-09-22. (in Chinese)
    [12] Zhu Gangxian, Shi Shihong. Research on variable reference plane cladding based on laser Processing robot with inside-laser powder feeding[J]. Chinese J Lasers, 2015, 42(3):1003003. (in Chinese)
    [13] Shi Tuo, Wang Yiqing. Laser cladding forming of cantilevered thin-walled part based on hollow-laser beam inside powder feeding technology[J]. Chinese J Lasers, 2015, 42(10):0703003. (in Chinese)
    [14] Meng Weidong, Shi Shihong. Forming technology research of laser accumulation of reducing solid of revolution with changing laser head posture[J]. Chinese J Lasers, 2015, 42(10):1003006. (in Chinese)
  • [1] 姚喆赫, 戴温克, 邹朋津, 余沛坰, 王发博, 迟一鸣, 孙振强, 张群莉, 姚建华.  超声对激光熔覆WC颗粒强化涂层耐磨防腐性能的影响(特邀) . 红外与激光工程, 2024, 53(1): 20230542-1-20230542-12. doi: 10.3788/IRLA20230542
    [2] 杨广峰, 郜峰, 崔静, 薛安源.  扫描速度对300M钢熔覆C276涂层组织及性能的影响 . 红外与激光工程, 2023, 52(1): 20220328-1-20220328-9. doi: 10.3788/IRLA20220328
    [3] 洪捐, 蒯源, 程鹍, 张泽新, 钱峰, 钱俊, 陈如龙, 沈鸿烈.  硼掺杂纳米硅薄膜的多脉冲激光熔覆数值模拟及实验研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210023-1-20210023-10. doi: 10.3788/IRLA20210023
    [4] 蒋伟伟, 傅戈雁, 张吉平, 吉绍山, 石世宏, 刘凡.  三分光束光内同轴送丝熔覆层几何形貌预测 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0305005-0305005-9. doi: 10.3788/IRLA202049.0305005
    [5] 刘均环, 朱卫华, 朱红梅, 施佳鑫, 管旺旺, 陈志勇, 何彬, 王新林.  掺杂低含量SiO2对激光熔覆CaP生物陶瓷涂层性能的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 606007-0606007(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0606007
    [6] 邱星武.  激光熔覆Fe0.5NiCoCrCuTi高熵合金涂层的微观结构及性能 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 742004-0742004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0742004
    [7] 史建军, 石拓, 石世宏, 朱刚贤, 杨轼, 傅戈雁, 鹿霖.  激光光内送粉仰面熔覆工艺研究及优化 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 306005-0306005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0306005
    [8] 孙楚光, 刘均环, 陈志勇, 朱卫华, 朱红梅, 何彬, 王新林.  钛合金表面激光熔覆制备低含硅量生物陶瓷涂层 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 306003-0306003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0306003
    [9] 邱星武, 吴明军, 戚燕, 刘春阁, 张云鹏, 黄崇湘.  激光熔覆Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层的组织及耐蚀性能 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 706008-0706008(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0706008
    [10] 刘洪喜, 刘子峰, 张晓伟, 石海, 蒋业华.  稳恒磁场设计及电流强度对激光熔覆Fe55涂层微结构的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 406001-0406001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0406001
    [11] 王彦芳, 李豪, 石志强, 肖亚梅, 孙旭, 王亭.  激光熔覆高耐蚀Fe基固溶体合金涂层 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 806001-0806001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0806001
    [12] 邓志强, 石世宏, 周斌, 贾帅, 王聪.  弧形悬垂实体结构激光熔覆成形 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1006004-1006004(6). doi: 10.3788/IRLA201762.1006004
    [13] 黄勇, 孙文磊, 陈影.  激光熔覆再制造复杂轴类零件的轨迹规划 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 506005-0506005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0506005
    [14] 刘洪喜, 冷凝, 张晓伟, 蒋业华.  40Cr刀具表面激光熔覆WC/Co50复合涂层的微观组织及其磨损性能 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 120001-0120001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0120001
    [15] 李建忠, 黎向锋, 左敦稳, 许瑞华, 陈竹.  模拟研究离焦量对7050铝合金Al/Ti熔覆过程的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1126-1133.
    [16] 王维夫, 胡霄乐.  预氮化+熔覆复合处理制备微纳尺度TiN增强复合涂层 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 600-604.
    [17] 唐淑君, 刘洪喜, 张晓伟, 王传琦, 蔡川雄, 蒋业华.  H13钢表面激光选区熔覆Ni-Al金属间化合物涂层的组织与性能 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1621-1626.
    [18] 安旭龙, 刘其斌, 郑波.  激光熔覆制备高熵合金MoFeCrTiWAlxSiy涂层的组织与性能 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1140-1144.
    [19] 杨光, 王向明, 王维, 钦兰云, 卞宏友.  激光熔覆制备TiC颗粒增强涂层的组织和性能 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 795-799.
    [20] 闫世兴, 董世运, 徐滨士, 王玉江, 任维彬, 方金祥.  激光熔覆过程中熔池对流运动对熔覆层气孔和元素分布的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2832-2839.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-06-10
  • 修回日期:  2017-08-20
  • 刊出日期:  2018-01-25

封闭空腔回转薄壁件的激光熔覆成形

    作者简介:

    王聪(1991-),男,硕士生,主要从事激光熔覆快速成形方面的研究。Email:1182609970@qq.com

    通讯作者: 石世宏(1956-),男,教授,博士生导师,主要从事激光快速成形方面的研究。Email:shishihongstu.suda.edu.cn
基金项目:

国家自然科学基金(51675359);国家重点研究发展计划(2016YFB1100300)

  • 中图分类号: TN249

摘要: 封闭空腔结构具有大倾角的特征,如采用传统的水平分层法堆积,大倾角部分的熔池易产生塌陷,使成形无法进行;采用变角度法向分层堆积大倾角封闭区域时,存在激光与已成形部分的干涉问题。文中基于中空激光光内送粉技术进行了空间堆积封闭半球壳体的研究。将封闭半球壳体划分为变角度法向成形区域和斜定向成形区域,前者采用变角度法向分层方法进行堆积,以消除阶梯效应;后者采用斜定向错位分层方法进行堆积,避免了封闭区堆积时激光与已成形部分的干涉。建立了斜定向分层堆积偏移模型,并通过斜墙试验验证了可行性,最终完成了封闭半球的熔覆成形。检测结果表明,成形件表面平整,尺寸误差在5%以内,壁厚稳定在2.7 mm左右,两种成形区域的显微组织整体均匀致密,硬度和强度总体保持稳定。

English Abstract

参考文献 (14)

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