激光熔覆技术是以高能密度激光束作为能量热源,在基材表面预置金属熔覆粉末或同步送粉,在热源的照射下,使得部分基材与粉末同时熔化并迅速凝固,从而实现基体的修复并显著改善基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的再制造、再加工技术。近年来,随着激光技术的发展和激光器价格的下降,国内高速激光熔覆设备的市场规模迅速增长。根据《2022中国激光产业发展报告》数据分析,2021年我国激光熔覆设备行业市场规模达42.9亿元,预计2023年将达到53.7亿元[1]。在庞大市场需求的推动下,利用激光熔覆技术进行破损零件的修复与再制造逐渐成为应用热点。随着新型冠状病毒肺炎疫情后国民经济的持续复苏、传统制造业转型升级的推进以及激光技术的发展成熟,各行业对激光熔覆设备的需求不断增长,越来越多高校的机械工程、材料工程及相关专业将激光熔覆加工技术纳入实践教学环节和人才培养体系。
1 激光熔覆工艺试验参数分析
2 激光熔覆工艺试验平台搭建
3 多道搭接激光熔覆试验设计
4 结语
近年来激光熔覆技术在绿色制造领域迅猛发展,在新工科建设背景下,本文面向高校实践教学设计了验证激光熔覆工艺特性的试验平台,分析了多道搭接激光熔覆加工工艺,确定了影响熔覆质量的关键参数。试验平台可以作为高校特种加工、绿色加工、再制造技术等的项目化、案例化教学平台,或细化为激光熔覆工艺参数设计、熔覆质量检测与控制、激光熔覆系统硬件配置等试验项目,从多角度有效提高学生的工程应用能力。同时从事激光熔覆技术相关方向科研工作的教师可以此为切入点,实现科研成果反哺教学,提高人才培养质量,让学生真正做到学有所用、学以致用。
参考文献
[1] 中商情报网.2023年中国激光设备及其细分领域市场规模预测分析[EB/OL].https://www.163.com/dy/article/HP1BTPEI051481OF.html.
[2] Dara Moazami Goodarzi, Joonas Pekkarinen, Antti Salminen. Analysis of laser cladding process parameter influence on the clad bead geometry[J]. Welding World, 2017, 61(5): 883-891.
[3] ZHANG Y T, GONG B X, TANG Z R, et al. Application of a bio-inspired algorithm in the process parameter optimization of laser cladding[J]. Machines, 2022, 10(4): 263.
[4] 谭米雪,王臻,赵风君,等.激光熔覆工艺参数对高速钢涂层性能的影响[J].矿冶工程,2021,41(6):202-206.
[5] 郑红彬,王淼辉,葛学元,等.超高速激光熔覆工艺参数对熔覆层组织和性能的影响[J].新技术新工艺,2021(5):63-69.
王少鹏1 汪木兰2 朱昊2 徐开芸3
1.南京工程学院机械工程学院 2.江苏省先进数控技术重点实验室 3.南京工程学院自动化学院 |