张炳发 洪 蕾

(上海海事大学，上海 201306)

激光熔覆技术是具有发展前景的材料表面改性技术之一，是一种先进实用的材料修复强化技术。激光熔覆过程中激光束作用于熔覆材料和基体表面，使之迅速熔化后快速凝固，从而在基体表面形成与基体组织性能不同的合金层。激光熔覆中的工艺参数很多，包括激光功率、光斑尺寸、扫描速度、送粉喷嘴几何尺寸、送粉角度及送粉量、粉末气流中颗粒所占的固相分数、粉末颗粒的速度等等，而且工艺参数之间相互影响，实际生产中还存在着许多不稳定性。因此，要想获得最佳熔覆层形貌，必须通过大量实验来确定合适的工艺参数，这样会提高成本、增加工作量，尤其在高附加值的部件修复时成本更高，所以有必要提出一种预测方法，能够通过不同的工艺参数组合预测出熔覆后工件表面形貌尺寸［1～3］。

1 实验设备、材料

基体材料选用45 钢，尺寸为100 mm×50 mm×4 mm，熔覆材料选用镍60 自熔性合金粉末，粒度尺寸为45 μm～105 μm，熔覆层长度为60 mm，离焦量160 mm。实验采用SLC-20×30D 型3 kW连续矩形波CO2数控激光器，DPSF-2 型同轴自动空气送粉器，西门子数控系统和四轴联动数控机床。

2 熔覆层形貌尺寸预测

2.1 预测模型建立

在实际应用中，我们往往通过数次实验才能确定合适的工艺参数，为此必须提出一种预测方法，能够通过不同的工艺参数组合预测出熔覆后工件表面形态。激光熔覆是一个非常复杂的冶金结合过程，有许多影响因素，单从现象上无法了解客观规律，分析实际的因果关系，而回归分析可以通过建立回归模型，分析各个因素的影响大小以及各个因素之间的线性关系，进一步完善激光熔覆过程控制。……