摘要：由于激光熔化沉积(Laser melting deposition,LMD)制造的零件存在气孔、熔合不良、微裂纹、杂质等固有缺陷,其疲劳力学性能一般低于传统工艺制造的零件。为了减少LMD零件中的缺陷,研究激光熔化沉积过程中缺陷形成与控制机理是十分必要的。本研究利用三维有限元模拟结合显微观察法分析阐明了激光熔化沉积过程中单道稀释率对重熔行为与沉积零件致密度的影响。首先测量了不同工艺参数下LMD零件的致密度,建立了单道沉积面能量密度与零件致密度的拟合曲线;然后研究了工艺参数对单道沉积几何特征的影响规律,以及单道沉积稀释率对零件沉积过程中重熔行为的影响;最后建立了单道沉积稀释率与零件致密度的拟合曲线,并发现其拟合度更高。本研究对激光熔化沉积过程中零件致密度控制具有一定的指导意义。

摘要：新兴的超高速激光熔覆技术通过对熔覆头的精巧设计,可实现激光、粉末路径最佳耦合,使粉末在飞行空间熔化且基体表面仅形成微溶池,在保证冶金结合的同时,大幅提高熔覆效率及粉末利用率,可制备厚度<100μm、稀释率<5%的均匀薄涂层。为进一步探索超高速激光熔覆涂层组织结构特点,扩展其应用范围,探讨了低功率下4种典型涂层的微观结构及性能。结果表明:超高速激光熔覆可制备120~500μm,无气孔、裂纹的高质量涂层;涂层组织致密,结合区多为粗大柱状晶,表层区以细晶为主;基体熔化区可低至数微米,稀释率可低至1%。其中,镍基碳化钨涂层、铝合金耐磨涂层硬度明显高于基体;钛合金阻燃涂层在激光烧蚀后,烧蚀坑深度降低,热影响区减小;高熵合金阻扩散涂层预氧化后形成以Al2O3为主的微米厚氧化膜,在上述涂层作用下,基体性能均得到提升。

摘要：为了预测15-5PH合金粉末激光熔覆层稀释率进而改善熔覆层性能,提出一种基于粒子群算法(PSO)优化支持向量回归(SVR)的15-5PH激光熔覆层稀释率预测方法。以15-5PH为熔覆材料,45钢为基体进行激光熔覆实验;基于实验结果建立了工艺参数与15-5PH熔覆层稀释率间的SVR模型;优选SVR模型的核函数并运用PSO优化SVR模型的参数。结果表明:PSO-SVR模型选择高斯核函数时预测性能最好;与SVR模型和BP神经网络模型的预测结果相比,PSO-SVR模型对15-5PH熔覆层稀释率的预测结果更准确,模型的决定系数为0.9647,均方误差为0.0003,平均相对误差为3.6%。

摘要：本试验旨在研究稀释率对新型固液气分流式瘤胃模拟系统发酵效果的影响。采用单因子完全随机试验设计,共设4个处理,各处理稀释率分别为6%/h、8%/h、10%/h、12%/h,每个处理3个重复,每个重复1个发酵罐。试验期10 d。结果表明:随着稀释率的提高,发酵液pH极显著提高(P<0.01),而氨态氮(NH3-N)浓度则极显著降低(P<0.01)。稀释率由6%/h上升到10%/h,总挥发性脂肪酸(TVFA)及戊酸浓度极显著下降(P<0.01)。稀释率从6%/h提高到8%/h时,原虫数量极显著提高了6.91%(P<0.01),但当稀释率从8%/h提高到12%/h时,原虫数量却极显著下降了5.18%(P<0.01)。随着稀释率从6%/h增加到10%/h,木聚糖酶活性(P<0.01)及微生物蛋白质(MCP)产量(P<0.05)显著或极显著降低,粗蛋白质体外消失率极显著升高(P<0.01)。稀释率为10%/h和12%/h的2个处理,中性洗涤纤维体外消失率显著高于另外2个处理(P<0.05)。结果提示,稀释率能够影响新型固液气分流式瘤胃模拟系统的发酵情况,稀释率为8%/h时,原虫数量以及纤维素类酶活性、各瘤胃发酵参数更加有利于发酵,因此可推荐作为本系统最优运行条件。

摘要：应用脉冲激光在高速钢刀具前刀面制备熔覆凸包断屑台，进行了铝合金切削实验，用体视显微镜观测熔覆凸包，分析了电流、脉冲宽度、脉冲频率、离焦量等工艺参数对熔覆材料稀释率的影响规律，设计正交试验并利用极差分析确定了各工艺参数对稀释率的影响程度。结果表明：激光熔覆凸包断屑台车刀具有良好的断屑效果。随着电流、脉冲宽度和脉冲频率的增加，熔覆材料的稀释率逐渐增大；而随着离焦量的增加，熔覆材料的稀释率逐渐减小。激光工艺参数对稀释率的影响程度依次为电流、离焦量、频率和脉宽。

摘要：针对核电站用S271低合金钢上堆焊690镍基合金,研究焊接速度、送丝速度和焊接电流对单层单道焊稀释率的影响。结果表明,焊缝稀释率与其均有关。当焊接电流与焊接速度一定时,稀释率随送丝速度增大而降低;当焊接电流和送丝速度一定时,稀释率随焊接速度的增加而增加;当焊接速度和送丝速度一定时,稀释率随焊接电流的增大而增大。但是在热输入一定和焊接电流电压保持不变的情况下,改变送丝速度与焊接速度几乎不影响焊缝稀释率。

摘要：采用钨极氩弧焊在L360QS表面堆焊N06625,制备了冶金双金属复合管,并通过堆焊层Fe含量测试、无损检测及理化性能检测等方法研究了不同工艺参数下管坯的综合性能以及热输入量和冷却方式对稀释率的影响。结果显示,随着热输入量的减小,堆焊层Fe含量降低,但热输入量较低时会产生分层现象;热输入量相同时,采用水冷工艺后堆焊层Fe含量降低了2.06%;第一层、第二层焊接电流分别为175 A和185 A,送丝速度分别为1.3 mm/min和1.5 mm/min,焊接电压为14.5 V,焊接速度为250 mm/min,冷却方式水冷的方案4为L360QS/N06625冶金双金属复合管最佳堆焊工艺。采用此工艺焊后复合管材综合性能良好,其中堆焊层点腐蚀平均速率为0.148 1 g/m~2,晶间腐蚀平均速率为0.30 mm/a,满足设计和使用要求。

摘要：目的利用超高速激光熔覆工艺制备Fe基非晶合金。方法利用专用模具制备0.4、0.5、0.6 mm不同厚度预置涂层,并用质量分数为4%的聚乙烯醇将涂层与基材黏接,在真空环境下烘干。然后,设计正交试验分析预置厚度、激光功率和扫描速度对Fe–Si–B非晶粉末材料单道熔覆宽度的影响,并利用超景深显微镜和极差分析法分析工艺参数对涂层稀释率的影响次序。最后,对样件磨抛和腐蚀,借助扫描电子电镜分析涂层显微组织。结果利用超高速激光熔覆制备涂层,单道涂层宽度与激光功率大小呈正相关关系。涂层稀释率变化区间为8.8%~12.1%,影响涂层稀释率的工艺次序为预置厚度>激光功率>扫描速率。所制备的涂层与基材形成良好的冶金结合,但涂层底部出现了晶化现象,晶粒尺寸分布区间为0.5~3.5μm。将工艺因素归一化考虑,涂层晶粒大小受激光能量密度影响较大。结论涂层底部凝固速率较低和成分偏析是造成晶化的重要原因,在预置厚度0.6 mm、激光功率500 W、扫描进给量6000工艺下的晶化程度最小,将激光能量密度控制在10 W/mm^(3)以下,有利于抑制晶化现象。

摘要：为了在Q235钢基材上制备出性能优良的铁基合金熔覆涂层,开展基于均匀设计的铁基合金粉末激光熔覆工艺参数优化方法研究。根据熔覆机工艺能力和实践经验选取待优化工艺参数范围,运用均匀化设计方法产生混合水平实验表。采用"光内送粉"在Q235钢基材上制备铁基合金(Fe45)熔覆层,利用超景深显微镜和维式显微硬度计分析了熔覆层的表面形貌、稀释率及硬度。基于实验数据逐步回归分析扫描速度、离焦量、激光功率、送粉速度对熔覆层稀释率和显微硬度的影响。结果表明:不同工艺参数对熔覆层的稀释率及显微硬度具有显著影响;回归分析的三次多元多项式适合于表征工艺参数对熔覆层稀释率和显微硬度的影响规律,回归方程的交互项表明扫描速度、离焦量、激光功率、送粉速度的交互作用影响着稀释率和显微硬度;对稀释率和显微硬度进行数学回归,分析发现该铁基合金粉末的激光熔覆最佳工艺参数为:扫描速度7 mm/s、离焦量2 mm、送粉速度22 g/min、激光功率2.7 kW。验证实验表明,以最优参数制备的熔覆层硬度均匀度高、与基材形成了连续的白亮凝合线,无裂纹及气孔,熔覆层整体质量较好。

摘要：目的针对激光熔覆层的表面形貌难以达到加工工艺要求和粉末利用率较低的问题,对激光熔覆铁基合金粉末中的工艺参数与成形特征的关系以及粉末的有效利用率进行研究。方法设计了激光表面熔覆试验方案,分别采用不同的工艺参数在45号钢基板上进行铁基合金粉末单道激光熔覆试验。采用正交试验法对每道激光熔覆试验的工艺参数与成形特性之间的关系进行研究。结果随着激光功率的增加,熔宽、熔深、稀释率均呈上升趋势,浸润角和熔覆层的高宽比呈下降趋势,粉末的有效利用率由12.9%上升到42.6%;随着送粉速度的增加,熔高呈现上升趋势,熔深呈现下降趋势,粉末的有效利用率由27.9%下降到14.7%;随着激光扫描速度的增加,熔宽和熔高均呈下降趋势,粉末的有效利用率先增加后下降。结论送粉速度的增加造成粉末有效利用率的降低,增加了激光熔覆的作业成本。适当增加激光功率不仅可获得更加良好的激光熔覆层形貌,也使得粉末有效利用率增加。在激光功率为450 W,送粉速度为9.6 g/min和激光扫描速度为390 mm/min的条件下,不仅可以使粉末有效利用率处于较高的状态,也可以获得良好的熔覆层形貌。以上研究结果对激光熔覆的应用具有指导性作用。