论文摘要
激光熔覆技术在工业应用和科学研究中具有重要的应用前景,送粉器的设计和开发是激光熔覆设备的关键技术之一。本文针对脉冲送粉器及其控制系统开展了研究,实现了毫克量级和脉冲式送粉以应用于工件表面微小缺陷的激光微细熔覆修复。本文讨论了脉冲送粉器的工作原理以及送粉器控制系统的电路设计和软件实现思路。在电路设计部分,将整个系统设计成三个模块:脉冲控制单元、键盘输入单元和数码管显示单元。在软件实现部分,采用顺序调用子程序的方式控制送粉器脉冲工作。利用研制的脉冲送粉器进行了送粉的性能测试实验,分析了工作时间和行程量两个关键参数对送粉稳定性和粉末成形尺寸的影响规律。采用脉冲YAG激光器为能量源,在不锈钢板表面进行了镍合金粉末的激光微细熔覆实验,研究了激光功率、激光脉宽和扫描速度等工艺参数对熔覆层质量的影响规律。结果表明,脉冲送粉器的送粉稳定性高,粉末成形的形貌好,能实现毫克量级和脉冲式送粉。点状熔覆时,熔覆层直径最小可达189μm;线状熔覆时,熔覆层线宽最小可达154μm。通过优化工艺参数,获得了形貌良好、稀释率低和高硬度的激光熔覆层。