激光熔覆层几何特征三维建模与表征研究

"单道激光熔覆层几何特征的三维表征方法" 本文主要探讨的是激光熔覆技术在精密再制造领域中的应用，特别是在控制激光熔覆层几何特征方面的方法。激光熔覆是一种利用高能量激光束熔化金属粉末或丝材，将其与基体材料融合，形成具有特殊性能的覆层的技术。这种技术广泛应用于修复、强化和制造高性能零部件。 在实验中，研究人员采用了Nd:YAG固体激光器，这是一种常见的工业激光器，其特点是能量密度高、聚焦灵活，适用于精确控制熔覆过程。在18Cr2Ni4WA钢基体上进行单道熔覆实验，这种钢具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，常用于制造关键机械部件。 通过光学显微镜(OM)观察熔覆层的横截面图像，研究人员能够详细分析熔覆层的几何形状。他们发现熔覆线截面上部的轮廓线近似于一段圆弧，而熔覆层的中部则呈现出部分柱面体的结构。这一观察结果对于理解熔覆层的形成机制和控制其形貌至关重要。 为更准确地表征熔覆层的三维特征，研究人员提出了一个新的几何模型。这个模型由两端的半球面体和中间的柱面体组成，构成一个三维结构，能够全面反映熔覆层的实际形态。通过测量基体材料在熔覆前后的重量，并与模型结构的理论重量进行对比，他们验证了模型的精度。结果显示，建立的三维模型与实际测量值的误差很小，这表明该模型有效地表征了单道熔覆层的几何特征。 激光熔覆层的几何特性直接影响着零件的表面质量、机械性能和服役寿命。因此，建立准确的三维模型对于优化熔覆工艺参数、提高再制造零件的精度和可靠性具有重要意义。此外，这种三维表征方法也为后续的熔覆层微观组织分析、力学性能测试以及工艺改进提供了基础。 这项研究揭示了单道激光熔覆过程中熔覆层的几何特性的三维建模方法，为激光熔覆技术在精密制造和再制造领域的应用提供了重要的理论支持和技术参考。通过这种深入的几何表征，可以更好地控制和优化激光熔覆过程，从而制造出满足高精度要求的零部件。