一种铁基粉末激光熔覆管道成型方法技术

一种铁基粉末激光熔覆管道成型方法，涉及一种管道成型方法，所述方法包括依据模型管道所在位置及相关尺寸，使用KUKA. SimPro2.0软件进行管道成型的路径规划，以求解器求出的圆形轨迹第一点作为初始点，按逆时针方向逼近第一道圆形轨迹，终点回到原初始点，然后在该位置处，使熔覆头在Z轴方向提升1mm，仍以该点为初始点重复刚才的圆形轨迹，按此方法在Z轴方向先熔覆10道，观察实际成形效果再确定后续的加工方案；最终形成符合使用需求的复杂形状的薄壁圆形冷却管路，将管路直接埋入金属浇铸成内部带复杂形状冷却管路的模具，使最终制造出的模具性能满足冷却要求，从而使模具在生产中能够发挥出更佳效能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种管道成型方法，特别是涉及。
技术介绍
目前关于金属粉末的激光熔覆成形技术尚处于实验研究阶段，并没有广泛运用于实际工程领域，特别是铁基粉末的激光熔覆快速成型，其成熟的优化工艺和应用技术成果较少，为推进该技术在实际工程领域的发展，需要研究铁基材料的熔覆成型工艺，研究工艺参数与成型质量的关系，最终得到最优化的工艺参数，掌握其熔覆成型技术方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在 于提供，该方法利用铁基金属粉末通过轮廓控制方式进行精确的轨迹插补运动，再结合四轴同轴送粉器的精确送粉量控制等措施，通过调整送粉量、进给速度、激光功率、氮保护气流量等参数，利用最终优化的合理工艺参数和方法进行圆管水路单道多层激光熔覆成型。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的: ，所述方法包括依据模型管道所在位置及相关尺寸，使用KUKA.SimPro2.0软件进行管道成型的路径规划，以求解器求出的圆形轨迹第一点作为初始点，按逆时针方向逼近第一道圆形轨迹，终点回到原初始点，然后在该位置处，使熔覆头在Z轴方向提升1_，仍以该点为初始点重复刚才的圆形轨迹，按此方法在Z轴方向先熔覆10道，观察实际成形效果再确定后续的加工方案；在进行高层熔覆时，需要依次改变每层熔覆层的起点位置，从而减小高层熔覆件在高度方向的偏差；管道成型初始加工方法:其工艺参数激光功率600W，送粉电压10V，Z方向提升高度1mm，单一改变送粉速度的大小，使其取值分别为5mm/s,8mm/s, 10mm/s,进行熔覆5层的管道成形；单一改变扫描速度的数值，实际成形管道时依据该参数，减小扫描速度值即可达到壁厚的实际加工要求。所述的，所述工艺参数:熔覆头与基体间的距离:14mm，同轴送粉器载气流量:200L/h，保护气压(N2):0.1MPa 送粉气压(N2):0.3MPa，光斑直径:2 mm，熔覆方式:单道熔覆，单道熔覆最佳工艺参数:激光功率600W，扫描速度2mm/s，送粉电压10V。所述的，所述要加工的高为20mm的圆形管道，由于每层熔覆层的高度大约为1mm，因此至少需要熔覆20层；在实验时可以在前五层保持每道熔覆层的起始点不变，在第二个五层变换起始点的位置，使其位置与原位置在逆时针方向偏差45度，第三个起始点的位置再在逆时针方向偏差45度，第四个五层也如此变换。所述的，所述管道模型，在一块长为100mm，宽为40mm，厚度为8mm的Q23?钢板上，采用金属粉末激光熔覆成型的方法加工出内径为20mm,壁厚为2mm,高度为20mm的直线型薄壁圆形管道。本专利技术的优点与效果是: 本专利技术针对Q23?材料制成的大型模具，其内部要求有圆管状弯曲形态的冷却水路，利用一定硬度的铁基金属粉末结合3000瓦光纤激光设备,再以KUKA机器人作为执行机构，采用手工编程或自动编程方式，通过轮廓控制方式进行精确的轨迹插补运动，再结合四轴同轴送粉器的精确送粉量控制等措施，通过调整送粉量、进给速度、激光功率、氮保护气流量等参数，利用最终优化的合理工艺参数和方法进行圆管水路单道多层激光熔覆成型，最终形成符合使用需求的复杂形状的薄壁圆形冷却管路，将管路直接埋入金属浇铸成内部带复杂形状冷却管路的模具，使最终制造出的模具性能满足冷却要求，从而使模具在生产中能够发挥出更佳效能。【附图说明】图1为本专利技术流程图； 图2为本专利技术管道模型照片图； 图3 Ca)为本专利技术模型二维图俯视图； 图3 (b)为本专利技术模型二维图主视图； 图4为本专利技术圆形轨迹初始点图； 图5 (a)初始成型管道制件主视照片图； 图5 (b)初始成型管道制件俯视照片图； 图6起始点位置示意图； 图7 Ca)改进后管道制品主视照片图； 图7 (b)改进后管道制品俯视照片图； 图8不同参数下的管道制品照片。【具体实施方式】下面结合附图所示实施例，对本专利技术作进一步详述。实施例: 本专利技术设备包括:YLS-3000光纤激光器(德国IPG公司)；PERCITEC YC52透射式激光熔覆头(德国Precitec公司)；FHPF_10同轴送粉器(飞虹激光)，送粉颗粒范围200~400目；KUKA-KR30机械手,重复定位精度小于0.06mm。Q235D基体成分:参见表1，实验基体材料选为Q23?钢板，钢板尺寸为100_X30_X8mm。实验前用砂纸打磨掉钢板表面氧化层并用丙酮清洗掉表面油污及杂质。粉末成分:参见表1，激光熔覆成形用粉末材料为铁基合金粉末。粒度为200-300目。实验前对成形粉末进行真空烘干处理，去除粉末表面附着的水分。表1 Q235D、铁基粉末成分表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁基粉末激光熔覆管道成型方法，其特征在于，所述方法包括依据模型管道所在位置及相关尺寸，使用KUKA. SimPro2.0软件进行管道成型的路径规划，以求解器求出的圆形轨迹第一点作为初始点，按逆时针方向逼近第一道圆形轨迹，终点回到原初始点，然后在该位置处，使熔覆头在Z轴方向提升1mm，仍以该点为初始点重复刚才的圆形轨迹，按此方法在Z轴方向先熔覆10道，观察实际成形效果再确定后续的加工方案；在进行高层熔覆时，需要依次改变每层熔覆层的起点位置，从而减小高层熔覆件在高度方向的偏差；管道成型初始加工方法：其工艺参数激光功率600W，送粉电压10V，Z方向提升高度1mm，单一改变送粉速度的大小，使其取值分别为5mm/s，8mm/s，10mm/s，进行熔覆5层的管道成形； 单一改变扫描速度的数值，实际成形管道时依据该参数，减小扫描速度值即可达到壁厚的实际加工要求。

【技术特征摘要】
1.一种铁基粉末激光熔覆管道成型方法，其特征在于，所述方法包括依据模型管道所在位置及相关尺寸，使用KUKA.SimPro2.0软件进行管道成型的路径规划，以求解器求出的圆形轨迹第一点作为初始点，按逆时针方向逼近第一道圆形轨迹，终点回到原初始点，然后在该位置处，使熔覆头在Z轴方向提升1mm，仍以该点为初始点重复刚才的圆形轨迹，按此方法在Z轴方向先熔覆10道，观察实际成形效果再确定后续的加工方案；在进行高层熔覆时，需要依次改变每层熔覆层的起点位置，从而减小高层熔覆件在高度方向的偏差；管道成型初始加工方法:其工艺参数激光功率600W，送粉电压10V，Z方向提升高度1mm，单一改变送粉速度的大小，使其取值分别为5mm/s,8mm/s, 10mm/s,进行熔覆5层的管道成形；单一改变扫描速度的数值，实际成形管道时依据该参数，减小扫描速度值即可达到壁厚的实际加工要求。2.根据权利要求1所述的一种铁基粉末激光熔覆管道成型方法，其特征在于，所述工艺参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德强，李金华，赵帅，牛兴林，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21