江吉彬,刘 畅,汤绍钊,黄 旭,练国富,陈昌荣,冯美艳

(1.福建工程学院机械与汽车工程学院,福建 福州 350118;2.中华人民共和国宁德海关,福建 宁德 352100)

1 引 言

激光近净成形(LENS)技术是典型的金属增材制造技术之一,通过高精度三轴移动平台和精确送粉来完成熔覆过程,成型精度远高于常规的激光熔覆技术,广泛应用在结构复杂、组分异质、高附加值零件的制造和修复。广大科研工作者从成型精度、机械性能、微观组织以及粉末配方等诸多方面对LENS制备的样件性能进行研究。Wang[1]等研究了LENS工艺中悬垂结构机制和角度精度对成型精度的影响,发现LENS技术比单向方式沉积的样件具有更高的几何精度；Nartu[2]等对比了LENS技术和常规电弧熔化制备的Al0.3CoCrFeNi高熵合金,发现采用LENS制备的样件具有更高的屈服强度和更加优异的延展性；Wang[3]等研究了超声波辅助加工对LENS制备的样件机械性能的影响,结果表明UV-A LENS制备的样件显微硬度更高、磨损率更低且弹性模量更大。多数研究人员将激光功率,扫描速度,层间厚度、扫描间距、送粉效率等,都作为关键参数,研究其协同作用下最终获得的成型质量、显微组织和机械性能,研究中各参数间交互作用显著,调控规律复杂难明,而这些参数的物理本质,都指向于单位时间内熔池的能量输入,熔池的能量输入将直接决定熔池内部的热经历,改变成型质量、显微组织和宏观性能表达,研究体能量密度具有重要的工程和研究意义。

一些学者将工艺研究的重点转移到了能量密度这一物理本质上,Yan[4]等研究了能量密度对WC增强马氏体时效钢300的性能影响,发现能量密度的变化对样件的耐磨性能、硬度以及微观组织影响显著。……