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1、中国表面工程2003年第4期(总第61期)43激光再制造技术及其工业应用*杨洗陈,李会山,刘运武,王云山,唐英,孙荣禄(天津工业大学激光技术研究所,天津300160)摘要:针对机械装备修复技术,阐述了激光再制造技术概念及激光再制造系统构成:三维激光光束头、三维激光涂敷系统、CAD/CAM软件和控制检测系统。展示了30层连续熔敷后的组织形貌,说明组织和硬度都比较均匀,并介绍了若干激光修复工业应用实例。关键词:激光;再制造技术;激光熔敷;工业应用中图分类号:TN249;TH16文献标识码:B文章编号:1007-9289(2003)04-0043-04LaserRemanufacturing
2、TechnologyandItsIndustrialApplicationYANGXi-chen,LIHui-shan,LIUYun-wu,WANGYun-shan,TANGying,SUNRong-lu(LaserProcessingCenter,TianjinPolytechnialUniversity,Tianjin300160)Abstract:Thelaserremanufacturing(LR)technologyforrepairingsomeexpensiveandimportantequipmentwasdeveloped.TheLRsystemconsistedof
3、3Dlaserbeamcoaxialpowderfeedingnozzle,3Dlaser-claddingsystem,3DCAD/CAMsoftware,measure/controlsystem.Themicrostructureof30-layeredlasercladdedcoatingwasdisplayed.Ithaduniformmicrostructureandhardness.Severalexamplesofitsindustrialapplicationwerealsocarriedout.KeyWords:Laser;remanufacturingtechno
4、logy;lasercladding;industrialapplications0引言计算机技术、CAD/CAM技术、先进材料技术、光电检测控制技术为一体,不仅能使损坏的零件改革开放以来,国外大批的高精尖设备引入恢复原有或近形尺寸,而且性能达到或超过原基我国,许多重大工程装备造价十分昂贵,一旦出材水平。由此形成了一门新的光、机、电、计算现损坏,使生产线中断。特别是进口设备,缺少机、自动化、材料综合交叉的先进制造技术。文备件,临时引进不仅价格昂贵,而且时间紧迫,中介绍了激光再制造系统的组成、材料选择原则、不能保证及时生产,将造成重大的经济损失。因多层熔敷后的效果及工业应用实例。此,开展
5、重大装备修复,发展快速、高效、精密的修复技术不仅具有广阔的市场需求,而且具有1激光再制造系统构成重大的经济效益和社会效益。[2~4]激光再制造技术的技术基础是激光熔敷。常规修复技术的种类很多,每种技术有其擅激光熔敷原本是一种表面强化技术,它不涉及零长之处,也有应用的局限性,而精密可控成形再件精确成形问题。以激光熔敷为修复技术平台,制造的修复技术已成为重要发展方向。近年来,国际上诞生了一门新兴技术—再制加上现代先进制造、快速原形等技术理念,则发造技术(RefabricatingTechnology)[1,2]。与以往展成为激光再制造技术。它是以金属粉末为材料,修复技术不同,再制造技术是一
6、种全新概念的先在具有零件原型的CAD/CAM软件支持下,CNC进修复技术,它集先进高能束技术、先进数控和(计算机数控)控制激光头,送粉嘴和机床按指收稿日期:2003-05-07;修回日期:2003-07-08定空间轨迹运动,光束与粉末同步输送,形成1基金项目:*天津市科委资助项目支金属笔,在修复部位逐层熔敷,最后生成与原作者简介:杨洗陈(1941-),男(回),吉林长春市人,教授,博导。型零件近形的三维实体。如图1所示。44激光再制造技术及其工业应用杨洗陈等热辐射的形式向外散出ER,一部分用于热传导ET、,一部分用于与环境对流Ec,即:EA=Ep+ER+ET+EC根据黑体辐射定律和为维
7、恩位移定律:λmT=2897.8μm·K,其中λm为光谱辐射极大值对应波长,T为绝对温度(K)。由此而进行双波长比色红外测温。采用双波长比色测温计,测温范围400~2000℃,精度系数±1%,其框图如下:图1激光再制造技术构成Fig.1Schematicdiagramoflaserrefabricatingtechnology激光器:1~5kWCO2激光器,多模即可,或用0.4~2kWNd:YAG激光器,多模即可。光学系统:采用聚焦光束和宽带光
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