激光熔覆加工中加工温度自适应控制研究.pdf

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1、2011年11月机床与液压NOV．20l1第39卷第22期MACHINET0OL＆HYDRAULICSVo1．39No．22DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．22．039激光熔覆加工中加工温度自适应控制研究沈治(常州轻x-~_,lk技术学院，江苏常州213164)摘要：针对激光熔覆加工过程中结构件易变形开裂等难题，对激光熔覆加工过程中的加工温度自适应控制进行研究。采用高温热像仪对激光熔覆过程中的温度进行监测，基于模糊控制理论构建了激光熔覆加工闭环控制系统，用于控制熔池

2、温度。实践结果表明：采用该温度控制系统后，激光熔覆加工质量大幅度提高，激光加工过程中的变形开裂问题得到了初步的解决。关键词：激光熔覆；加工温度；白适应控制中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)22—118—3ResearchonAdaptiveControltoProcessingTemperatureinLaserCladdingProcessSHENZhi(ChangzhouInstituteofLightIndustryTechnology，Changzho

3、uJiangsu213164，China)Abstract：Aimingattheproblemssuchasdeformationandcrackingduringtheprocessoflasercladding，howtoadaptivelycon—trolprocessingtemperatureinlasercladdingprocesswasresearched．Theprocessingtemperaturewasmonitoredbyhigh—temperaturethermalima

4、ger．Aclosed—loopcontrolsystemforlasercladdingproeesswasbuihbasedonfuzzycontroltheory．Itwasusedtocontrolpooltemperature．Thepracticeresultsshowthatusingthetemperaturecontrolsystem，thequalityoflasercladdingprocessisgreatlyimproved，theproblemsofdeformationa

5、ndcrackingduringlasercladdingprocessaresolvedinitially．Keywords：Lasercladding；Processingtemperature；Adaptivecontrol据统计，我国工业行业每年因腐蚀、磨损而产生法，但由于这些方法大多应用于国防高科技领域，出的经济损失分别占到全年GDP的4．5％和5％，而发于技术保密，国外相关的研究文献均不报道技术细达国家两项加起来的损失在4．5％～5％内。2009年节，国内在这方面的研究与国外相比还有一定差

6、距，我国全年的GDP产值为340507亿元，也就是说使得这些问题迟迟未能解决。文中基于解决激光熔覆2009年全年因腐蚀、磨损产生的经济损失达到32348加工过程中变形开裂等重大难题，对激光熔覆加工过亿元。实践证明：再制造产品的性能和质量均能达到程中的加工温度自适应控制进行了研究，具有非常重甚至超过新品，而其成本仅为新品的1／4，节能达到要的实际意义。60％以上，节材超过70％，最大限度地挖掘制造业1激光熔覆加工闭环控制产品的潜在价值，可让能源资源接近零浪费。另外，为了解决激光熔覆加工中的变形开裂问题，

7、国内改革开放30年以来，我国各类进口设备总值达到万外学者想了很多办法，其中激光熔覆加工过程的实时亿元，这些设备即将陆续进入报废期。目前全国役龄监测与闭环控制是其中最成功的一种方法。例如：10年以上的传统旧机床超过200万台，80％的在役KEICHE等已经能够利用激光近净成形技术精确制造工程机械超过保质期。如果对这些设备进行更新，我金属零件，他们利用的金属材料包括钢、镍基高温合国的企业面临巨大的经济压力，相比之下利用再制造金、钛合金等；XUE利用激光固化技术在沉积速率技术更新设备成为企业的最佳选择。所以

8、说再制造行较低的情况下在YAG脉冲激光器上沉积的零件也具业面临巨大的市场需求。在众多再制造技术中，激光有较好的表面粗糙度；MAZUMDER应用闭环控制技熔覆技术是应用最广泛、修复效果最好的一种再制造术在直接金属沉积系统上控制沉积高度，其所成形的技术。激光熔覆技术在贵重零件修复制造领域具有广零件的几何形状得到了精确控制。在激光熔覆加工的阔的应用前景，但国内在激光熔覆修复成形制造中，众多参数中，熔池温度是一个比较关键的影响因子。结构件经常的变形和裂纹等问题是