基于中空激光光内送粉技术的扇形结构件激光成形研究

周斌; 石世宏; 邓志强; 石拓; 傅戈雁; 方琴琴

doi:10.3788/IRLA201746.0906007

基于中空激光光内送粉技术的扇形结构件激光成形研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0906007

1.
苏州大学机电工程学院,江苏苏州 215021;
2.
西安交通大学机械工程学院,陕西西安 710049

基金项目:

国家重点研发计划（2016YFB1100300）;江苏省重点研发项目（BE2015067）

详细信息

作者简介:
周斌(1992-)，男，硕士生，主要从事激光熔覆快速成形方面的研究。Email:20145229019@stu.suda.edu.cn

中图分类号: TN249

Laser cladding forming of fan-shaped part based on hollow laser beam inside powder feeding technology

1.
School of Mechanical and Electric Engineering,Soochow University,Suzhou 215021,China;
2.
School of Mechanical Engineering,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710049,China

摘要: 基于中空激光光内送粉技术，运用实时变姿态方法和法向分层方法，进行了具有不等高熔道特征的扇形结构件成形研究。分析了熔道层高与扫描速度之间的对应关系，结合不等高熔道的几何模型和熔道层高与扫描速度之间的关系，采用分段变速的方法熔覆出了不等高熔道。在此基础上进行多道不等高熔道堆积，成形出了扇形薄壁墙结构。分析表明，所获得成形件尺寸精度较高，相对尺寸误差控制在7%以内；成形件各处显微组织差异较小，组织细密、均匀。
- 中空激光光内送粉 /
- 变姿态 /
- 分段变速 /
- 不等高熔道 /
- 扇形结构件
Abstract: Based on hollow laser beam inside powder feeding technology, the study of forming fan-shaped part whose cladding height was unequal was carried out by the method of variable attitude forming and normal lamination method. The connection between cladding height and scanning velocity was analyzed. The cladding with unequal height was formed by the method of piecewise variable velocity combining geometric model and the connection above. Based on this method, the fan-shaped part was formed. The experimental result indicates that the formed part has high-precision dimension and good surface quality. In addition, the microstructures of the part at different parameter have no significant differences, and all achieve small grain size and compact texture.
- hollow laser beam inside powder feeding /
- variable attitude /
- variable velocity /
- cladding with unequal height /
- fan-shaped part

[1]	Tang Shujun, Liu Hongxi, Zhang Xiaowei, et al.Microstructure and property of selective laser cladding Ni-Al intermetallic compound coating on H13 steel surface[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(5):1621-1626. (in Chinese) 唐淑君, 刘洪喜, 张晓伟,等. 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[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(5):1621-1626.
[2]	Yang Guang, Wang Xiangming, Wang Wei, et al. Microstructure and property of laser cladding TiC reinforced composition coating[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(3):795-799. (in Chinese) 杨光, 王向明, 王维,等. 激光熔覆制备TiC颗粒增强涂层的组织和性能[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(3):795-799.
[3]	An Xulong, Liu Qibin, Zheng Bo. Microstructure and properties of laser cladding high entropy alloy MoFeCrTiWAl_xSi_y coating[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(4):1140-1144. (in Chinese) 安旭龙, 刘其斌, 郑波. 激光熔覆制备高熵合金MoFeCrTiWAl_x Si_y涂层的组织与性能[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(4):1140-1144.
[4]	Shi Tuo, Wang Yiqing, Lu Bingheng, et al. Laser cladding forming of cantilevered thin-walled part based on hollow-laser beam inside powder feeding technology[J]. Chinese J Lasers, 2015, 42(10):1003003. (in Chinese) 石拓, 王伊卿, 卢秉恒, 等. 中空激光内送粉熔覆成形悬垂薄壁件[J]. 中国激光, 2015, 42(10):1003003.
[5]	Yu Lingling, Shi Shihong, Di Keyun. Research on the laser cladding inclined wall accumulation based on the internal laser coaxial-powderFeeding technology[J]. Laser and Infrared, 2009, 39(3):264-266. (in Chinese) 郁玲玲, 石世宏, 狄科云. 基于光内同轴送粉技术的激光熔覆斜壁堆积成形研究[J]. 激光与红外, 2009, 39(3):264-266.
[6]	Lu Bin, Zhu Gangxian, Wu Jizhuo, et al. Laser direct forming process of thin-walled blade using variable spot by inside-beam powder feeding[J]. Chinese J Lasers, 2015, 42(12):1203003. (in Chinese) 陆斌, 朱刚贤, 吴继琸, 等. 基于光内送粉激光变斑直接成形薄壁叶片的工艺研究[J]. 中国激光, 2015, 42(12):1203003.
[7]	Jiang Fubing, Shi Shihong, Fu Geyan. Numerical simulation of powder-gas flow field of inside-beam powder feeding nozzle with changing attitude[J]. Laser Technology, 2015, 39(2):145-151. (in Chinese) 姜付兵, 石世宏, 傅戈雁. 光内送粉喷头空间变姿态粉气流场数值模拟[J]. 激光技术, 2015, 39(2):145-151.
[8]	Cai Wei, Fu Geyan, Shi Shihong, et al. Research on thickness control of variable diameter solid with coaxial inside-beam powder feeding laser cladding by defocusing technique[J]. Chinese J Lasers, 2012, 39(7):0703003. (in Chinese) 蔡伟, 傅戈雁, 石世宏, 等. 基于离焦技术的光内送粉堆积变径体壁厚控制研究[J]. 中国激光, 2012, 39(7):0703003.
[9]	Meng Weidong, Shi Shihong, Shi Tuo, et al. Forming technology research of laser accumulation of reducing solid of revolution with changing laserhead posture[J]. Chinese J Lasers, 2015, 42(10):1003006. (in Chinese) 孟伟栋, 石世宏, 石拓, 等. 空间变姿态激光堆积变径回转体成形技术研究[J]. 中国激光, 2015, 42(10):1003006.
[10]	Fu Geyan, Liu Yu, Shi Shihong, et al. Control of process parameters for accumulate screwy thin-walled part by laser cladding with coaxial inside-beam powder feeding[J],Electromachining and Mould, 2014(2):43-46. (in Chinese) 傅戈雁, 刘宇, 石世宏, 等.光内同轴送粉激光熔覆堆积扭曲薄壁件工艺参数的控制[J]. 电加工与模具, 2014(2):43-46.
[11]	Shi Gaolian, Shi Shihong, Zhang Jia. The influence of defocusing amount of hollow beam on the quality of single cladding channel[J]. Applied Laser, 2012, 32(6):505-509. (in Chinese) 石皋莲, 石世宏, 张甲. 中空光离焦量对单熔道质量的影响[J]. 应用激光, 2012, 32(6):505-509.

[1]	蔡家轩, 石拓, 石世宏, 张荣伟, 刘广, 王宇, 庄锐. 变截面薄壁空心弯扭结构件激光熔化沉积成形工艺与精度研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(3): 20220436-1-20220436-12. doi: 10.3788/IRLA20220436
[2]	许航, 熊芝, 张刘港, 冯维, 翟中生, 周维虎, 董登峰. 基于加权最小二乘的激光跟踪姿态角测量方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210675-1-20210675-6. doi: 10.3788/IRLA20210675
[3]	张楠, 孙剑峰, 姜鹏, 刘迪, 王鹏辉. 激光雷达场景三维姿态点法向量估计方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0105004-0105004(8). doi: 10.3788/IRLA202049.0105004
[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]	王焕捷, 王续跃. 金属扇形层合板激光圆弧扫描变形特征研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 27-34. doi: 10.3788/IRLA201948.S106005
[6]	邱星武. 激光熔覆Fe_0.5NiCoCrCuTi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]	吴愉华, 陈立恒, 李行, 李世俊, 杨雨霆. 地球静止轨道变姿态空间相机的外热流计算 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 604001-0604001(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0604001
[8]	石拓, 沈婷, 李东升, 傅戈雁. 激光内送粉变宽扫描成形变壁厚扭曲叶片 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 805002-0805002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0805002
[9]	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
[10]	杨振, 沈越, 邓勇, 李丛. 基于激光跟踪仪的快速镜面准直与姿态测量方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1017001-1017001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1017001
[11]	李世俊, 陈立恒, 冯文田, 吴愉华. 太阳同步轨道二维变姿态空间相机的外热流计算 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 917008-0917008(10). doi: 10.3788/IRLA201847.0917008
[12]	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
[13]	雷李华, 李源, 蔡潇雨, 魏佳斯, 傅云霞, 邵力. 基于变速扫描技术的大尺寸台阶测量 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 717003-0717003(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0717003
[14]	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
[15]	蒋立辉, 闫妍, 熊兴隆, 陈柏纬, 陈星, 章典. 基于斜坡检测的多普勒激光雷达低空风切变预警算法 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 106001-0106001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0106001
[16]	吕丹, 孙剑峰, 李琦, 王骐. 基于激光雷达距离像的目标3D姿态估计 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1115-1120.
[17]	杨化彬, 吴清文, 陈立恒, 何飞, 张旭升. 地磁坐标系下变姿态空间相机的外热流计算 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1923-1928.
[18]	肖松, 谭贤四, 王红, 李志淮. 变结构多模型临近空间高超声速飞行器跟踪算法 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2362-2370.
[19]	曹阳. 采用自调整模糊变结构控制的机载激光通信视轴稳定研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3373-3377.
[20]	王坤, 游安清, 贺喜, 王磊. 基于动态目标结构特征的姿态实时定位方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3029-3034.

点击查看大图

计量

文章访问数: 338
HTML全文浏览量: 51
PDF下载量: 79
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

基于中空激光光内送粉技术的扇形结构件激光成形研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0906007

作者简介:
周斌(1992-)，男，硕士生，主要从事激光熔覆快速成形方面的研究。Email:20145229019@stu.suda.edu.cn

Laser cladding forming of fan-shaped part based on hollow laser beam inside powder feeding technology

计量

基于中空激光光内送粉技术的扇形结构件激光成形研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0906007

1. 苏州大学机电工程学院,江苏苏州 215021;

2. 西安交通大学机械工程学院,陕西西安 710049

作者简介:
周斌(1992-)，男，硕士生，主要从事激光熔覆快速成形方面的研究。Email:20145229019@stu.suda.edu.cn

English Abstract

Laser cladding forming of fan-shaped part based on hollow laser beam inside powder feeding technology

1. School of Mechanical and Electric Engineering,Soochow University,Suzhou 215021,China;

2. School of Mechanical Engineering,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710049,China

全文HTML

目录

留言板

基于中空激光光内送粉技术的扇形结构件激光成形研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0906007

作者简介: 周斌(1992-)，男，硕士生，主要从事激光熔覆快速成形方面的研究。Email:20145229019@stu.suda.edu.cn

Laser cladding forming of fan-shaped part based on hollow laser beam inside powder feeding technology

计量

出版历程

基于中空激光光内送粉技术的扇形结构件激光成形研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0906007

1. 苏州大学 机电工程学院,江苏 苏州 215021; 2. 西安交通大学 机械工程学院,陕西 西安 710049

作者简介: 周斌(1992-)，男，硕士生，主要从事激光熔覆快速成形方面的研究。Email:20145229019@stu.suda.edu.cn

English Abstract

Laser cladding forming of fan-shaped part based on hollow laser beam inside powder feeding technology

1. School of Mechanical and Electric Engineering,Soochow University,Suzhou 215021,China; 2. School of Mechanical Engineering,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710049,China

全文HTML

目录

作者简介:
周斌(1992-)，男，硕士生，主要从事激光熔覆快速成形方面的研究。Email:20145229019@stu.suda.edu.cn

1. 苏州大学机电工程学院,江苏苏州 215021;

2. 西安交通大学机械工程学院,陕西西安 710049

作者简介:
周斌(1992-)，男，硕士生，主要从事激光熔覆快速成形方面的研究。Email:20145229019@stu.suda.edu.cn

1. School of Mechanical and Electric Engineering,Soochow University,Suzhou 215021,China;

2. School of Mechanical Engineering,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710049,China