基于CCD的激光熔覆方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CCD的激光熔覆方法，其包括：S1.建立零件的三维模型，并对建立的三维模型进行分层处理，获取零件的轮廓层面信息；S2.逐层熔覆堆积零件；S3.选取稳定性好的提升量数值，作为基准提升量，记为h1；S4.逐层熔覆堆积零件，同时，CCD计算每层的提升量，记为h2；S5.对比h1和相应h2之间的大小关系，根据对比结果，调节激光熔覆的功率，并进行下一层的熔覆；S6.当零件的总高度大于等于设计高度时，熔覆结束。本发明专利技术的基于CCD的激光熔覆方法可随零件各层堆积熔覆的进行，自动灵活调整激光熔覆功率的数值，使之与熔覆过程相匹配。从而，可获得较为稳定的熔池尺寸，进而获得高质量的成形零件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光熔覆
，特别是涉及一种基于CCD的激光熔覆方法。
技术介绍
激光熔覆直接成形技术是在激光熔覆基础上，融合快速原型技术而发展起来的一种先进制造技术。由于其成形零部件，特别是在成形薄壁零件上，具有研发周期短、生产成本较开模制造低，且可以成形一些传统方法难以成形的复杂零部件等优势。激光熔覆直接成形技术成为当今快速成形研宄的热点，并且在航空航天、国防等领域具有广泛的应用。目前，在激光熔覆堆积成形薄壁零件时，随着堆积层数的增高，往往需要调整激光功率来保持稳定的熔池以避免熔覆材料过烧造成的凝固形貌凹凸不平。然而，在没有温度控制设备的情况下，试验人员往往需要停止激光加工来调整激光功率，或是在进行多次基础试验的情况下，预先设定激光功率的变化幅度。但是，这两种方法都不能有效地使调整的激光功率来使得熔池保持原有的稳定性，且会一定程度上影响零件成形质量。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种基于CXD的激光熔覆方法，以克服现有技术中存在的不足。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种基于CCD的激光熔覆方法，其包括如下步骤:S1.建立零件的三维模型，并对建立的三维模型进行分层处理，获取零件的轮廓层面信息；S2.设定激光熔覆的参数下，逐层熔覆堆积零件；S3.通过CCD监控零件堆积过程中，每层的提升量的数值，选取稳定性好的提升量数值，作为基准提升量，记为hi ;S4.根据获取的零件的轮廓层面信息，逐层熔覆堆积零件，同时，CCD计算每层的提升量，记为h2 ；S5.每层熔覆过程中，对比hi和相应h2之间的大小关系，根据对比结果，调节激光熔覆的功率，并进行下一层的熔覆；S6.当零件的总高度大于等于设计高度时，熔覆结束。作为本专利技术的基于CCD的激光熔覆方法的改进，所述步骤S2中，所述激光熔覆的参数为:激光功率800w，扫描速度7mm/s，激光离焦量-3.5mm，送粉量8g/min。作为本专利技术的基于CCD的激光熔覆方法的改进，所述步骤S2中，逐层堆积的层数为20层。作为本专利技术的基于CCD的激光熔覆方法的改进，所述步骤S5具体包括:S51.当hi大于h2时，降低所述激光熔覆的功率，并进行下一层的熔覆；S52.当hi等于h2时，保持所述激光熔覆的功率恒定，并进行下一层的熔覆；S53.当hi小于h2时，提升所述激光熔覆的功率，并进行下一层的熔覆。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:本专利技术的基于CCD的激光熔覆方法可随零件各层堆积熔覆的进行，自动灵活调整激光熔覆功率的数值，使之与熔覆过程相匹配。从而，可获得较为稳定的熔池尺寸，进而获得高质量的成形零件。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为激光熔覆功率与堆积层数之间的关系曲线，其中，上方的曲线表示功率调整曲线，下方的曲线为理想功率曲线；图2为本专利技术的基于CCD的激光熔覆方法的一【具体实施方式】的方法流程示意图。【具体实施方式】为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术为通过CXD实现自动调整激光熔覆功率来获得稳定熔池、保证熔覆成形质量的一种工艺方法。如图1所示，具体地，在熔覆堆积过程中，为保持熔池维持原来状态的激光功率是实时变化的。随着堆积的进行，层数的提高，熔池所需激熔覆功率不断降低。因此，如果不降低激光熔覆功率，必然会造成熔覆材料的过烧而影响成形质量，因此，需要对成形过程中的激光熔覆功率进行控制，来保证熔覆的顺利进行。上述实施方式中，熔池是指熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分。熔池的尺寸可以综合反应熔池中心以及熔池横向以及纵向的温度场，既熔池的尺寸可以作为衡量熔池稳定性的标准之一。熔池具有较好的稳定性的前提下，稳定的熔池凝固所得的熔道也将是稳定的，进而熔道所具有的几何参数也是稳定的。假如保持送粉参数恒定，那么在稳定的熔池尺寸下成形的熔道的高度也处于稳定状态。因此，熔道的高度变化能够反应熔池尺寸的变化，也间接反应了熔池是否处于稳定状态。从而，通过调节激光熔覆功率，使熔池具有较好的稳定性，可获得高质量的成型零件。如图2所示，本专利技术的基于CCD的激光熔覆方法包括如下步骤:S1.建立零件的三维模型，并对建立的三维模型进行分层处理，获取零件的轮廓层面信息；S2.设定激光熔覆的参数下，逐层熔覆堆积零件；S3.通过CCD监控零件堆积过程中，每层的提升量的数值，选取稳定性好的提升量数值，作为基准提升量，记为hi。所述步骤S1-S3是为了选取稳定性好的提升量数值而进行的预熔覆过程，选取的提升量数值作为基准提升量，其作为后续熔覆过程中，每层提升量的参考对比依据。所述步骤S2中，设定的激光熔覆的参数为:激光功率800w，扫描速度7mm/s，激光离焦量_3.5mm，送粉量8g/min。优选地，逐层堆积时，堆积的层数设定为20层。S4.根据获取的零件的轮廓层面信息，逐层熔覆堆积零件，同时，CCD计算每层的提升量，记为h2。S5.每层熔覆过程中，对比hi和相应h2之间的大小关系，根据对比结果，调节激光熔覆的功率，并进行下一层的熔覆。具体地，所述步骤S5具体包括:S51.当hi大于h2时，降低所述激光熔覆的功率，并进行下一层的熔覆；S52.当hi等于h2时，保持所述激光熔覆的功率恒定，并进行下一层的熔覆；S53.当hi小于h2时，提升所述激光熔覆的功率，并进行下一层的熔覆。具体地，当hi小于h2时，表明当前提升量偏大，熔池尺寸偏小，因此采取提升功率的措施来使得熔池向稳定方向变化。当hi等于h2时，表明当前提升量稳定，熔池尺寸稳定，采取保持功率不变的措施使熔池保持稳定。当hi大于h2时，表明当前提升量偏小，熔池尺寸偏大，采取降低功率的措施使得熔池向稳定方向变化。此外，所述步骤S52中，允许hi和h2之间存在一定差值，当该差值在规定的范围内，即可认为为hi等于h2。S6.当零件的总高度大于等于设计高度时，熔覆结束，否则执行步骤S5。综上所述，本专利技术的基于CCD的激光熔覆方法可随零件各层堆积熔覆的进行，自动灵活调整激光熔覆功率的数值，使之与熔覆过程相匹配。从而，可获得较为稳定的熔池尺寸，进而获得高质量的成形零件。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CCD的激光熔覆方法，其特征在于，所述基于CCD的激光熔覆方法包括如下步骤：S1.建立零件的三维模型，并对建立的三维模型进行分层处理，获取零件的轮廓层面信息；S2.设定激光熔覆的参数下，逐层熔覆堆积零件；S3.通过CCD监控零件堆积过程中，每层的提升量的数值，选取稳定性好的提升量数值，作为基准提升量，记为h1；S4.根据获取的零件的轮廓层面信息，逐层熔覆堆积零件，同时，CCD计算每层的提升量，记为h2；S5.每层熔覆过程中，对比h1和相应h2之间的大小关系，根据对比结果，调节激光熔覆的功率，并进行下一层的熔覆；S6.当零件的总高度大于等于设计高度时，熔覆结束。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石世宏，陆斌，傅戈雁，方琴琴，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32