变倾角激光熔覆成形层高和层宽模型研究

激光熔覆成形悬臂结构和大倾角强化修复需要在倾斜基面上沉积.现有工艺参数与熔覆层形貌数学模型的研究一般是基于水平基面开展的,较少有人研究空间倾斜基面的倾角对成形形貌的影响.本文采用激光内送粉技术实现大倾角熔覆,同时引人空间倾角作为影响熔覆层形貌的工艺参数.通过进行单道正交试验确定了每个倾角下的合适功率与速度区间并取交集,确定了 0°～135°倾角、800～1200 W激光功率、4～8 mm/s扫描速度为目标模型输入参数的适用范围.在此范围内开展薄壁墙堆积实验,同步利用CCD层高测量系统和定距提升闭环控制算法,实时测量层高数据并控制提升量,采用金相显微镜测量成形件的层宽数据.结果表明:在相同的功率与扫描速度下,层高随着倾角增大而先减后增,倾角达到90°时层高最小;层宽随着角度增大而先增后减,倾角达到90°时层宽最大.利用获取的250组数据建立BP神经网络模型,通过输入倾角等熔覆工艺参数,能够实现对熔覆层高度和宽度的预测.