黄海博
- 作品数：17 被引量：140H指数：8
- 供职机构：新疆大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：新疆维吾尔自治区高技术研究发展计划项目更多>>
- 相关领域：金属学及工艺机械工程电子电信自动化与计算机技术更多>>
- 激光熔覆曲面零件再制造的机器人路径规划被引量：15
- 2017年
- 根据激光熔覆工艺特性,针对曲面零件提出了一种路径规划方法,采用三维扫描仪获取熔覆曲面点云数据,应用点云切片法得到熔覆路径上的点集。利用等弓高得到稀疏化轨迹点集,运用非均匀有理B样条(NURBS)曲面拟合得到加工点的法矢量,并按该方向偏置一定距离得到枪头运动轨迹点。通过熔覆实验并对实验样件作定量分析,发现曲面上的熔覆层质量良好,从而验证了该方法的可靠性和实用性,该研究为其他曲面零件的熔覆再制造修复提供了一定的参考。
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- 关键词：曲面零件路径规划激光熔覆NURBS曲面熔覆层
- 自由曲面熔覆路径的点云切片算法研究被引量：5
- 2017年
- 为了解决复杂曲面熔覆过程中路径规划的难题,采用了基于点云切片法生成熔覆轨迹的算法,运用逆向技术完成零件的反求,提取模型的点云数据;并以切平面与点云带宽平面的交点确定激光束扫描轨迹,根据等弓高误差法确定加工点,对路径模拟仿真;然后以45~#钢作为试验基材,在表面熔覆一层铁基粉末,进行自由曲面零件的激光熔覆路径规划研究。结果表明,使用显微硬度仪测得熔覆层硬度稳定在390HRC,为基材的1.6倍左右;熔覆层组织均匀、结构致密、无明显气孔及裂纹,与基材形成了良好的冶金结合。该方法熔覆结果良好,验证了轨迹规划的可行性。
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- 关键词：激光技术自由曲面
- Ni60A/WC激光熔覆涂层表面抗蚀行为被引量：13
- 2021年
- 牙轮钻头是钻井设备的重要部件,易受到磨损与腐蚀。为了增加牙轮钻头的工作时效,可在其表面激光熔覆强化层。本研究利用YLS-2000型激光器在牙轮钻头材料15CrNiMo钢表面分别制备了Ni60A熔覆层,以及5%、15%、25%(质量分数,下同)WC增强的Ni基涂层。采用SEM和EDS等方式分析了熔覆层的显微组织及元素分布;利用XRD分析了各Ni60A/WC涂层的物相组成,使用CHI660E型电化学工作站测试了Ni60A/WC涂层的耐腐蚀性能。研究WC含量对Ni60A/WC熔覆层的微观组织与耐腐蚀性能的影响;讨论Ni60A/WC熔覆层与基体在不同pH值腐蚀液中的腐蚀行为。结果表明:随着WC含量的增多,涂层组织出现微区定向凝固;各涂层中均出现了γ(Fe,Ni)以及M23C6、M6C等金属间化合物;相比于基体,在不同pH值腐蚀液中,Ni60A/WC涂层的自腐蚀电流密度降低了1~2个数量级,具备良好的耐腐蚀性能,但其耐腐蚀性与WC的添加量呈负相关;富H+、OH-环境促使钝化膜由低价氧化物转变为高价氧化物。
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- 关键词：激光熔覆WC石油钻具钝化膜耐腐蚀性能
- 基于NURBS曲面的汽轮机叶片激光熔覆再制造路径规划被引量：18
- 2018年
- 针对汽轮机叶片的复杂造型,提出一种基于NURBS曲面拟合的几何模型重构方法,得到了一种获取稳定的激光功率密度的路径规划方法。通过计算点在曲面上的曲率,将局部NURBS曲面拟合为曲率球,对激光束扫描面积进行简化计算。根据熔覆加工精度要求,调整激光头姿态沿曲面的法矢方向,约束激光束扫描面积,得到熔覆加工插补点,保证了基材表面获取稳定的激光功率密度。根据插补点的法向矢量计算得到机器人对应的位姿,利用CIMOCO软件验证熔覆轨迹的正确性;通过试验得到较好的熔覆层,证明了方法的可靠性和可行性,为复杂曲面的激光熔覆再制造提供了一种新方法。
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- 关键词：激光熔覆NURBS曲面功率密度
- Ni60激光熔覆工艺参量对涂层裂纹及厚度的影响被引量：7
- 2021年
- 为了研究工艺参量对激光熔覆Ni60涂层裂纹及厚度影响,采用在45^(#)钢基材表面熔覆Ni60合金粉末的正交试验方法,分析了影响裂纹产生的工艺参量的主次因素以及影响涂层厚度的主要因素,并对试验结果进行极差分析,获取了裂纹最少的最优工艺参量。结果表明,影响裂纹产生的主次因素为扫描速率>送粉速率>激光功率,裂纹最少的工艺参量为激光功率1400W,扫描速率4.0mm/s,送粉速率为1.0r/min,此时,在熔覆起始位置出现了一条短裂纹;对涂层厚度的影响程度主次因素为送粉速率>扫描速率>激光功率;经测量,熔覆层的硬度是基材的3.3倍,通过扫描电镜分析,涂层与基材形成良好的冶金结合,熔覆层晶粒组织均匀致密。该研究为Ni60合金粉末激光熔覆工程化应用提供了参考。
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- 关键词：激光技术厚度显微硬度
- 曲面塑料模具激光熔覆再制造快速加工路径生成方法被引量：6
- 2017年
- 对于曲面塑料模具,在其表面快速生成激光熔覆加工路径非常困难。针对这种情况,直接以零件的逆向点云模型为研究对象,通过平面与点云求交得到以密集离散点表示的近似激光扫描路径,避免了反求建模的过程。以离焦量变化极限为约束条件,在路径上搜索插补点。提出利用插补点的最近点来计算插补点曲面法向矢量作为激光束姿态的近似快速算法。应用镍基自熔性合金粉对P20材质的模具零件曲面表面进行了试验。金相分析表明所形成熔覆层组织均匀、致密,缺陷稀少;熔覆层与基体之间形成冶金结合。熔覆层中部组织出现了垂直于界面生长的柱状树枝晶,而在顶部许多的柱状树枝晶发育成等轴树枝晶。熔覆层的平均显微硬度达到330~350 HV0.2。路径中段的熔覆层厚度比起始点增加了10%。
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- 关键词：曲面激光熔覆塑料模具再制造
- 增材再制造关键技术被引量：2
- 2021年
- 增材再制造技术是涉及光、机电、材料及检测等多门学科的综合技术,多应用在零部件的表面修复及改性中.本文基于增材再制造技术原理以及应用现状,总结了不同热源、不同能场下的增材再制造成形技术,并重点分析以激光束、电子束、等离子电弧作为热源的增材再制造技术特点,以及在熔覆中加入超声振动、感应加热、电磁等能场对成形组织的影响,最后展望了增材再制造技术未来的发展趋势.
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- 关键词：表面改性
- 激光二次扫描熔覆涂层组织演变规律及数值模拟研究被引量：2
- 2022年
- 旨在研究激光二次扫描工艺对熔覆层组织(晶粒大小和晶粒形态)的影响,以确定最佳激光二次扫描功率。本工作建立了激光熔覆和激光二次扫描的温度场,提取了熔覆层关键节点的热循环曲线,与实验验证相结合,分析了峰值温度和散热能力对涂层组织生长变化的影响规律。结果表明:无论是激光熔覆阶段还是激光二次扫描阶段,随着其峰值温度和散热能力沿熔池中心从结合区到熔覆层顶部方向逐渐提高,涂层组织由平面晶逐渐向胞晶、柱状胞晶、枝晶和等轴晶过渡,且随着激光二次扫描功率的提高,熔覆层晶粒呈增粗增大的生长趋势,其中激光二次扫描功率为1200 W和1500 W时表现尤为显著,且二次扫描功率过大时,会加大基材的熔化区域,提高涂层的稀释率。而相比之下,激光二次扫描功率为900 W时,晶体组织的粒度相对细小且可以避免稀释率的增加。此外,经激光二次扫描后,滞留在熔覆层中的气孔获得再次上浮和释放的机会,熔覆层表面未熔化的粉末颗粒得到了充分的熔化,变得更加平整、光滑且富有金属光泽,顶部疏松结构得到了显著的改善,这不仅提高了涂层质量,而且可以缩短后续的加工周期,同时也能够节省一定的熔覆材料。
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- 关键词：激光熔覆散热能力
- 复杂曲面零件激光随形熔覆轨迹规划研究被引量：5
- 2022年
- 为实现复杂曲面的随形熔覆,针对PDC钻头牙翼部位表面形貌进行了机器人熔覆路径的工艺规划,同时对插补点的位置规划算法进行了研究。通过一组平行截面与曲面相交得到交线,采用非均匀有理B样条(NURBS)描述交线。然后提取交线的特征参数,以离焦量的最大值作为误差阈值进行插补点规划,为实现激光束轴线与插补点所在的曲面法矢尽可能重合,对插补点进行姿态规划,从而得到完整的熔覆路径。最后采用Robotstudio仿真软件建立激光熔覆工作站,并对熔覆路径进行仿真,结果表明熔覆仿真过程中,未出现奇异点,机器人各关节、熔覆头与待熔覆工件之间未发生碰撞,并且能够按照事先规划好的路径进行熔覆,试验表明达到了较好的熔覆效果。
- 王杨霄孙文磊刘金朵黄海博
- 关键词：PDC钻头路径规划
- 基于点云数据的逆向工程技术研究综述被引量：23
- 2018年
- 在介绍了逆向工程的定义、逆向工程的流程及应用的基础上,综述了点云数据测量、数据预处理和模型重构的研究现状。首先介绍了点云数据测量方法的分类,然后重点分析了点云数据拓扑关系建立的方法及K近邻域索引的研究,多视点云数据拼合的点位法、固定球法、优化匹配法、特征匹配法及辅助装置法的研究,滤波去噪的方法,孔洞修复的原理,数据精简的方法,特征提取和曲面重建的基本思想和研究成果,最后展望了逆向工程技术的发展方向。
- 王鑫龙孙文磊张建杰黄勇黄海博
- 关键词：逆向工程特征提取
