练国富,杨 谡,陈昌荣,姚明浦

(福建工程学院机械与汽车工程学院,福建 福州 350118)

1 引 言

激光熔覆成形技术是将快速成型原理与激光熔覆技术结合起来,形成的一种能够制造致密金属零件的快速成型技术,其熔覆成形是“光-粉”(激光和粉末)耦合作用的复杂过程。因此,建立工艺参数与工艺结果之间的简析表达式,以解释激光熔覆的复杂过程,揭示工艺参数与工艺结果之间的内在规律具有极其重要的意义[1]。激光熔覆单层单道轨迹成形控制是高价值旧件的再制造、零件直接制造、熔覆与切削的混合制造的精确形状控制的前提和基础,建立工艺参数与工艺结果结构尺寸的定量对应关系,才能为选择工艺参数和实现单道轨迹的预测与控制提供重要依据。

Badkar等采用响应面法研究了激光功率、扫描速度和聚焦位置对熔覆的宽度、深度和轮廓入口角的影响,建立了数学模型,并且通过试验证实了该模型的可靠性,最后用该方法对激光熔覆参数进行了优化[2]。Onwubolu等采用响应面法研究了激光功率、扫描速度和送粉速率对湿润角的影响,结果表明湿润角取决于熔覆层的宽度、高度[3]。Mondal等以熔覆层的宽度、深度为衡量指标,通过正交试验设计、人工神经网络,结合方差分析法探究出各个工艺参数对熔覆层影响程度[4]。Graf等采用中心复合设计法(Central Composite Design,CCD)确定工艺参数对熔覆层宽度和高度的影响,试图找出熔覆层特性与主要熔覆参数之间的经验关系,并优化参数[5]。……