一种自动控制激光－感应复合熔覆涂层几何形貌的方法技术

一种自动控制单道激光－感应复合熔覆涂层几何形貌的方法，该方法的特点是：（1）根据单道激光－感应复合熔覆涂层的横截面为半椭圆形，涂层宽度为激光光斑直径D的85%；（2）采用激光测厚仪与激光测宽仪在线实时测量单道激光－感应复合熔覆涂层的厚度与宽度；（3）当计算的涂层厚度、宽度与实时测量的涂层厚度、宽度之间的相对误差大于1.0%时。因此，本发明专利技术的方法能够快速选择优化的工艺参数，实现涂层几何形貌的自动控制，大幅度减少实际生产中的工艺探索实验工作量，具有降低生产成本，减小后序机械加工量，提高生产效率以及高精度与高自动化程度等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合熔覆涂层几何形貌的方法，尤其涉及一种自动控制激光一感应复合熔覆涂层几何形貌的方法。
技术介绍
近年来，可以在高效率条件下，将涂层内的热应力降低到最小程度，从而制备高性能的无裂纹涂层的激光一感应复合熔覆技术(Shengfeng Zhou, Yongjun Huang, XiaoyanZeng. Microstructure characteristics of Ni—based WC composite coatings by laserinduction hybrid rapid cladding. Materials Science and Engineering: A， 2008，480 (1-2) :564-572)在关键零部件的表面强化与修复以及快速造等领域具有广阔的应用前景，引起了人们的广泛关注。但是，在激光一感应复合熔覆过程中，由于感应加热源的引入，使工艺参数对熔覆层质量的影响因素增加，根据涂层几何形貌与性能的要求，如何快速且合理地选择复合熔覆工艺参数成为制备高质量激光一感应复合熔覆涂层的关键。其中，涂层几何形貌的计算方法对选择与调节激光一感应复合熔覆工艺参数、控制涂层性能具有十分重要的意义。在单纯激光熔覆过程中，Lalas等人(C. Lalas, K. Tsirbas,K. Salonitisj et al. An analytical model of the laser clad geometry. TheInternational Journal of Advanced manufacturing Technology, 2007， 32 (1-2):34-41)建立了 Ni基合金涂层厚度的计算方法，利用该方法计算涂层厚度的最小误差为22%，并且随着激光扫描速度的增加，误差逐渐增加，显然该计算涂层厚度的方法并不适合于激光扫描速度高达3000 mm/min (约是单纯激光熔覆激光扫描速度的5倍)的激光一感应复合熔覆技术，而且不能有效地在线自动控制激光熔覆涂层的几何形貌。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自动控制激光一感应复合熔覆涂层几何形貌的方法。本专利技术是这样来实现的，其方法与步骤为 (I)计算单道激光一感应复合熔覆涂层的几何形貌 1)在单道激光一感应复合熔覆过程中，调节激光功率与感应加热温度，使激光扫描速度Vs为900 5000 mm/min时，涂层的稀释率小于10% ； 2)单道激光一感应复合熔覆涂层宽度W主要受激光光斑直径D的影响，为激光光斑直径D的85% ； 3)激光一感应复合熔覆所用合金粉末由i种组元构成，由合金粉末中i组元的密度Pi与体积V1计算合金粉末的平均密度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动控制激光－感应复合熔覆涂层几何形貌的方法，其特征是方法与步骤为：（1）计算单道激光－感应复合熔覆涂层的几何形貌：1）在单道激光－感应复合熔覆过程中，调节激光功率与感应加热温度，使激光扫描速度Vs为900~5000?mm/min时，涂层的稀释率小于10%；2）单道激光－感应复合熔覆涂层宽度W主要受激光光斑直径D的影响，为激光光斑直径D的85%；3）单道激光－感应复合熔覆所用合金粉末由i种组元构成，由合金粉末中i组元的密度????????????????????????????????????????????????与体积计算合金粉末的平均密度；4）对于单位时间内获得的激光－感应复合熔覆涂层厚度H而言，将单道激光－感应复合熔覆过程中已知的工艺参数以及2）与3）中计算所得的涂层宽度W与合金粉末的平均密度代入公式中，即可计算单道激光－感应复合熔覆涂层厚度H与宽度W，所述的已知工艺参数为自动送粉器的送粉率、合金粉末利用率、激光扫描速度Vs、激光光斑直径D、合金粉末i组元的密度与体积；（2）采用激光测厚仪与激光测宽仪在线实时测量单道激光－感应复合熔覆涂层厚度H与宽度W，并将计算的涂层厚度H、宽度W与实时测量的涂层厚度Ht、宽度Wt进行对比；（3）检测计算的涂层厚度H、宽度W与实时测量的涂层厚度Ht、宽度Wt之间的相对误差是否大于1.0%，如果是，利用激光－感应复合熔覆系统的数控装置调节激光－感应复合熔覆工艺参数，对计算的单道激光－感应复合熔覆涂层厚度H与宽度W进行修正；否则，固定激光－感应复合熔覆工艺参数。86891dest_path_image001.jpg,130939dest_path_image002.jpg,762909dest_path_image003.jpg,601421dest_path_image004.jpg,584421dest_path_image005.jpg,169510dest_path_image006.jpg,718303dest_path_image007.jpg,930979dest_path_image001.jpg,198012dest_path_image002.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种自动控制激光一感应复合熔覆涂层几何形貌的方法，其特征是方法与步骤为 (1)计算单道激光一感应复合熔覆涂层的几何形貌 1)在单道激光一感应复合熔覆过程中，调节激光功率与感应加热温度，使激光扫描速度Vs为900 5000 mm/min时，涂层的稀释率小于10% ； 2)单道激光一感应复合熔覆涂层宽度W主要受激光光斑直径D的影响，为激光光斑直径D的85% ； 3)单道激光一感应复合熔覆所用合金粉末由i种组元构成，由合金粉末中i组元的密度P-与体积％计算合金粉末的平均密度2.根据权利要求1所述的一种自动控制单道激光一感应复合熔覆涂层几何形貌的方法，其特征在于单道激光一感应复合熔覆涂层的横截面为半椭圆形，计算的单道激光一感应复合熔覆涂层厚度=ZJ-FJ，计算的单道激光一感应复合熔覆涂层宽度W=O. 85 · D03.根据权利要求1所述的一种自动控制单道激光一感应复合熔覆涂层几何形貌的方法，其特征在于进行所述的步骤(3)时，当计算的涂层厚度H大于实时测量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓琴，周圣丰，颜超，刘勇，邵志松，王春霞，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：