激光内送粉熔覆表面质量研究

梅有柱，张津超，傅戈雁，石拓

(苏州大学，江苏 苏州 215021)

0 引言

激光熔覆成形技术(laser cladding for ming，LCF)[1]是利用高能量密度的激光作为热源熔化基材和金属粉末，经快速冷却后形成熔覆层，并采用逐层堆积法来成形复杂零件的先进制造技术。由于可以无模具和辅具快速地制造全致密金属功能零件，该技术在模具、航空航天和医疗等领域有着广泛应用[2]。表面粗糙度是成形零件表面质量的重要表征参数[3-4]，单道熔覆层的表面质量是激光熔覆成形件表面质量研究的基础。因此，优化单道熔覆工艺，提高单道熔覆层的表面粗糙度和表面黏粉是激光熔覆领域急需解决的问题。

针对降低单道熔覆层的表面质量，国内外的研究学者已经作了一些研究。MAHAMOOD R M等[5]采用单因素法研究了扫描速度和送粉量对单层熔覆层表面粗糙度的影响，结果表明表面粗糙度与扫描速度、送粉量成反比。叶约翰等[6]采用机器人电弧增材成型技术，通过最佳焊道间距的预测，得到的过渡层表面平整，表面成形精度达到亚毫米级。石皋莲等[7]分析了离焦量对单道熔覆层表面平整度影响，结果表明表面平整度随离焦量的变大先增后减，在较小负离焦状态下可得到最大值。朱刚贤等[8]研究了激光熔覆工艺参数对熔覆层表面平整度的影响，激光功率和送粉量的增大及扫描速度的减小，有利于降低表面平整度。

本文基于激光内送粉熔覆技术[9]成形了单道熔覆层，从表面粗糙度和表面黏粉两个方面，讨论分析了激光功率、扫描速度和送粉率对单道熔覆层表面质量的影响，为激光内送粉熔覆成形工艺参数的选择提供了依据，并为进一步提高成形表面质量提供了技术支持。……