清华大学机械工程学院激光加工研究中心
- 作品数：63 被引量：780H指数：18
- 相关作者：葛廷刚张锦英唐磊胡雪连章晓剑更多>>
- 发文基金：面向21世纪教育振兴行动计划中国博士后科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术电子电信机械工程更多>>
- 激光直接制造金属零件过程的闭环控制研究被引量：47
- 2002年
- 对激光直接制造金属零件过程中熔池温度和熔覆层厚度的变化进行了研究,指出对确定的材料,当激光功率增大到一定值时,熔池内的金属溶液大多已达到了热饱和,温度累积效应并不显著,熔池温度基本保持平稳,而在制造过程中若零件由于工艺不稳定而产生凹凸点,在多次层叠制造后,凹处越凹、凸处越凸,严重影响零件的制造精度。所以通过传感器来直接监测金属零件的熔覆高度,进而通过控制送粉量来保证制造过程中熔覆高度的稳定性比起温度控制来更具有实际意义。提出了熔覆高度的检测方案,并对送粉量的闭环控制系统进行了研究,对送粉量的时间延迟提出了相应的对策。结果表明对熔覆层高度的检测和对送粉量的调节能够提高激光直接制造过程的稳定性和制造精度。
- 宁国庆钟敏霖杨林刘文今陈艳霞李凤生
- 关键词：激光闭环控制系统金属零件
- 超细晶粒钢激光焊接HAZ晶粒长大的数学模型及实验研究被引量：12
- 2002年
- 超细晶粒钢在不同焊接热循环作用下,热影响区晶粒会有不同程度的长大,从而对接头的塑性和韧性产生影响。本文在激光深熔焊接热源模型简化为点热源叠加线热源的基础上,提出特征晶粒概念,建立了激光焊接热影响区晶粒长大的数学模型,并对超细晶粒钢激光焊接热影响区的晶粒长大进行了计算,计算结果与实测结果吻合良好。发现激光焊接由于具有极小的能量输入,超细晶粒钢激光焊接接头晶粒尺寸长大并不严重,当线能量为96J/mm时,热影响区最大晶粒尺寸为20μm左右。
- 王成张旭东陈武柱赵琳田志凌
- 关键词：激光焊接超细晶粒钢晶粒长大数学模型钢铁材料
- 金属零件的激光直接快速制造被引量：29
- 2002年
- 简要介绍了一种快速制造金属零件的新方法 -激光直接制造法及其特点 ,它是将激光表面涂覆技术和快速原型技术相结合来直接制造金属构件。回顾了国内外研究的现状 。
- 杨森钟敏霖张庆茂刘文今
- 关键词：金属零件
- 基于PC的开放式多功能激光加工数控系统被引量：11
- 2004年
- 目前国内外在激光加工中普遍应用的数控系统是一种专用型、封闭式的系统 ,无法适应现代高柔性、低成本的加工要求。因此 ,本文研制了一种基于工业PC的开放式多功能激光加工数控系统 ,以通用的Windows操作系统作为开发平台 ,同时具有硬件和软件的开放性。该系统具有如下特色 :设计了编程专家系统 ,使用者无需学习G代码和PMAC卡宏指令即可编程 ;通过自动编程系统可将激光切割的CAD图形自动转换为加工代码 ,并可自动选择最佳切割顺序 ,保证最短空程路径 ;提出了一种PID全离线检测方案 ,大大加速了激光加工机多轴控制参数的调节和优化进程。该数控系统已成功地应用于激光切割、焊接、表面处理、快速直接制造等多种激光加工。
- 张永强陈武柱张旭东
- 关键词：激光加工自动编程系统G代码宏指令工业PCWINDOWS操作系统
- 超细晶粒钢光束摆动激光焊接的研究被引量：21
- 2002年
- 本文从激光焊接熔池的热流与作用力的理论分析出发,结合具体实验,探讨了超细晶粒钢激光焊接光束摆动对焊缝组织及性能影响的可能性。研究发现,激光摆动焊接可以抑制焊缝柱状晶的生长、细化晶粒,有利于提高焊接接头的机械性能。
- 包刚彭云陈武柱田志凌
- 关键词：激光焊接光束摆动晶粒细化机械性能超细晶粒钢
- 高汇聚温度显示激光快速制造同轴送粉喷嘴的研制被引量：21
- 2004年
- 高汇聚同轴送粉喷嘴是激光快速制造的核心装置之一 ,同轴送粉喷嘴最基本的功能应该包括通光与粉末的均匀汇聚 ,粉末汇聚程度越高 ,则粉末利用率越高、制造精度越高。本文通过优化喷嘴结构设计 ,使喷嘴的汇聚率大大提高 ,所得到的熔覆道宽度可达到 1mm以内 ,通过加入导向气流 ,进一步提高了粉末的汇聚率 ,同时又对熔池进行保护 ,为提高激光直接制造的精度提供了可能性 ;喷嘴核心结构均通水冷却 ,使喷嘴在工作过程中始终保持较低温度 ,延长了使用寿命又保持了熔覆过程的稳定性 ;喷嘴上加装了温度传感器 ,随时监测喷嘴温度 ,一旦温度超过设定值 ,便给出报警信号 ;根据熔覆过程中对熔覆道宽窄要求的不同 ,喷嘴结构上设计了调节光斑大小的功能 ;为了确保激光束能从喷嘴的正中出来 ,使光束与粉末流完全同轴 ,喷嘴结构上设计了调节机构。利用此喷嘴进行激光熔覆 ,获得了较为满意的效果。
- 张红军钟敏霖刘文今孙鸿卿
- 关键词：激光熔覆熔池喷嘴粉末汇聚
- 垂直面送粉激光强化系统与应用研究被引量：7
- 2004年
- 针对汽车发动机缸体、缸套、模具侧壁等垂直表面激光强化的需求 ,研制了垂直面送粉喷嘴和垂直面送粉激光强化系统 ,适合于内侧和外侧垂直面送粉激光熔覆和合金化及不送粉熔凝、相变硬化 ;利用该系统 ,选择合适的激光处理工艺参数 ,在垂直放置的灰铸铁表面进行了激光熔凝、送粉激光合金化、送粉激光熔覆等表面处理 ,分析了处理层的显微组织 ,合金元素成分分布与硬度分布。激光强化显著提高了基材的使用性能。垂直面送粉激光强化技术有良好的工业应用前景。
- 何金江钟敏霖刘文今
- 关键词：送粉激光强化相变硬化灰铸铁激光合金化
- 激光熔覆(Zr+WC)/FeCSiBRE合金的组织和性能被引量：8
- 2002年
- 采用预置激光熔覆技术 ,在 4 5号钢基体表面上熔覆 (1.2 %Zr+40 %WC) /FeC SiBRE合金粉末 ,制备出原位析出的颗粒增强金属基复合材料表层。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪 ,对熔覆层显微组织特征以及硬质颗粒的分布规律进行了观察、分析 ;利用显微硬度计对熔覆层显微硬度的分布进行了测量。熔覆层显微组织特征是树枝状的先共晶奥氏体分布在共晶基体上的亚共晶组织 ;奥氏体在随后的冷却过程中转变为马氏体。熔覆层与基体成良好的冶金结合 ;能谱分析表明熔覆层内原位析出的硬质颗粒是以WC为主的复合碳化物 ,弥散分布在枝晶内 ,也可被固液界面推移至晶间与共晶共存。颗粒的尺寸小于 1μm ;熔覆层显微硬度在 5 0 0～ 6 0 0HV0 .
- 张庆茂何金江刘文今钟敏霖
- 关键词：激光熔覆亚共晶组织显微硬度
- 送粉式激光熔覆粉末有效利用系数的影响因素
- 2003年
- 系统地研究了 Ni基合金自动送粉激光熔覆工艺参数对粉末有效利用系数的影响规律。利用金相法检测了不同工艺条件下单道熔覆层的宏观参数 ,定量计算了单位质量熔覆材料的比能和实际输入的比能 ,根据这两个参数随工艺参数的变化规律 ,成功解释了在激光参数一定的条件下粉末有效利用系数随扫描速度的增大而增大 ,随送粉速率的增大而增大的变化规律。
- 张庆茂钟敏霖刘文今
- 关键词：送粉式激光熔覆工艺参数镍基合金
- 送粉激光熔覆熔池深度解析模型的误差分析被引量：6
- 2003年
- 系统分析了送粉激光熔覆熔池深度解析模型的误差。揭示了解析模型建立过程中粉末颗粒运动的物理模型的选择、激光与熔覆材料及基体材料作用效率的计算、材料对激光的吸收系数的测定、相关参数的检测是误差产生的主要原因。探讨了减小误差的方法。
- 张庆茂刘文今钟敏霖
- 关键词：激光熔覆误差分析解析模型
