半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)具有成形稀釋率低、裂紋缺陷少等優(yōu)點,逐步成為部件強化、修復(fù)的有效手段之一。在工程應(yīng)用中,隨著金屬部件的表面形貌與狀態(tài)日益復(fù)雜,對激光熔覆成形的精度與質(zhì)量提出了更高的要求;同時,為了降低打磨等后續(xù)機加工難度、縮短處理流程,也要求將熔覆過程由“近形”轉(zhuǎn)變?yōu)榫_成形控制。但是,由于缺乏對熱過程作用機理的深入研究,無法解析熱源特征對成形狀態(tài)的影響機制,目前激光熔覆的成形控制只能依靠大量工藝試驗與人工經(jīng)驗進行參數(shù)整定與優(yōu)化。為此,文中針對熔覆成形的熱物理過程,利用高速攝像與紅外系統(tǒng)采集、分析光粉的熱作用過程,建立不同特征階段的熱物理模型,分析不同參數(shù)對熱物理行為的影響機制。主要的研究工作如下:（1）針對粉末預(yù)置時,分析不同特征階段對成形狀態(tài)的影響,結(jié)合熱吸收、傳導(dǎo)、積累、散失、輻射等作用,研究不同階段的熱平衡狀態(tài),建立可以描述熱物理過程的狀態(tài)方程,同時定性分析不同參數(shù)對于熱物理行為的作用規(guī)律與影響機制,并通過實驗驗證了激光功率、離焦量、粉末粒度等參數(shù)對不同特征階段的影響規(guī)律。（2）在粉末旁軸送入時,首先針對無激光作用下的粉末束流行為進行了高速攝像采集,結(jié)合設(shè)計的圖像處理算法,分... 

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 激光熔覆技術(shù)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 激光與粉末交互作用的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 粉末預(yù)置時與激光的交互作用
        1.3.2 粉末旁軸送入時與激光的交互作用
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗系統(tǒng)設(shè)計
    2.1 實驗材料及設(shè)備
    2.2 熔覆過程高速攝像采集系統(tǒng)設(shè)計
        2.2.1 預(yù)置粉末激光熔覆過程動態(tài)采集系統(tǒng)
        2.2.2 旁軸送粉激光熔覆過程動態(tài)采集系統(tǒng)
    2.3 旁軸送粉熱過程紅外采集系統(tǒng)設(shè)計
    2.4 小結(jié)
第3章 粉末預(yù)置時與激光交互作用的熱物理過程解析
    3.1 粉末層到熔覆層形成過程的圖像采集
        3.1.1 熔覆過程特征階段的提取與分析
    3.2 不同特征階段的熱物理過程解析
        3.2.1 初始階段的熱物理過程解析
        3.2.2 特征階段一的熱物理過程解析
        3.2.3 特征階段二的熱物理過程解析
        3.2.4 成形階段的熱物理過程解析
    3.3 不同工藝參數(shù)對粉末熔化熱物理過程的影響
        3.3.1 不同激光功率對熔覆過程特征階段的影響
        3.3.2 不同離焦量對熔覆過程特征階段的影響
        3.3.3 不同粉末顆粒大小對熔覆過程特征階段的影響
    3.4 小結(jié)
第4章 粉末旁軸送入時與激光交互作用的熱物理過程解析
    4.1 粉末束流的形態(tài)采集與分析
        4.1.1 送粉器性能的標(biāo)定
        4.1.2 粉末流形態(tài)采集與圖像特征處理
        4.1.3 粉斑大小的預(yù)測
        4.1.4 送粉轉(zhuǎn)速對粉末流宏觀形貌的影響
    4.2 粉末旁軸送入時的熱過程采集與分析
        4.2.1 灰度圖像處理
        4.2.2 不同激光功率對激光作用區(qū)域粉末顆粒狀態(tài)的影響
        4.2.3 不同離焦量對激光作用區(qū)域粉末顆粒狀態(tài)的影響
        4.2.4 不同粉末顆粒大小對激光作用區(qū)域粉末顆粒狀態(tài)的影響
    4.3 粉末旁軸送入時的熱物理過程解析
        4.3.1 粉末在激光作用下的變化過程
        4.3.2 粉末顆粒的溫升模型
        4.3.3 粉末顆粒的運動模型
    4.4 不同參數(shù)對粉末顆粒離開激光束時的溫度影響
        4.4.1 激光功率對粉末顆粒溫度的影響
        4.4.2 離焦量對粉末顆粒溫度的影響
        4.4.3 粉末顆粒大小對粉末顆粒溫度的影響
    4.5 不同參數(shù)作用對粉末顆粒熔化熱物理過程影響及溫度檢測
        4.5.1 不同激光功率下粉末顆粒的形態(tài)及溫度檢測
        4.5.2 不同離焦量下粉末顆粒的形態(tài)及溫度檢測
        4.5.3 不同顆粒直徑下粉末顆粒的形態(tài)及溫度檢測
    4.6 小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
附錄B 粉末束流圖像處理程序


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3711962