[发明专利]基于CCD的激光熔覆方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，特别是涉及一种基于CCD的激光熔覆方法。

背景技术

激光熔覆直接成形技术是在激光熔覆基础上，融合快速原型技术而发展起来的一种先进制造技术。由于其成形零部件，特别是在成形薄壁零件上，具有研发周期短、生产成本较开模制造低，且可以成形一些传统方法难以成形的复杂零部件等优势。激光熔覆直接成形技术成为当今快速成形研究的热点，并且在航空航天、国防等领域具有广泛的应用。

目前，在激光熔覆堆积成形薄壁零件时，随着堆积层数的增高，往往需要调整激光功率来保持稳定的熔池以避免熔覆材料过烧造成的凝固形貌凹凸不平。

然而，在没有温度控制设备的情况下，试验人员往往需要停止激光加工来调整激光功率，或是在进行多次基础试验的情况下，预先设定激光功率的变化幅度。但是，这两种方法都不能有效地使调整的激光功率来使得熔池保持原有的稳定性，且会一定程度上影响零件成形质量。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于CCD的激光熔覆方法，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述发明目的，本发明提供一种基于CCD的激光熔覆方法，其包括如下步骤：

S1.建立零件的三维模型，并对建立的三维模型进行分层处理，获取零件的轮廓层面信息；

S2.设定激光熔覆的参数下，逐层熔覆堆积零件；

S3.通过CCD监控零件堆积过程中，每层的提升量的数值，选取稳定性好的提升量数值，作为基准提升量，记为h1；

S4.根据获取的零件的轮廓层面信息，逐层熔覆堆积零件，同时，CCD计算每层的提升量，记为h2；

S5.每层熔覆过程中，对比h1和相应h2之间的大小关系，根据对比结果，调节激光熔覆的功率，并进行下一层的熔覆；

S6.当零件的总高度大于等于设计高度时，熔覆结束。

作为本发明的基于CCD的激光熔覆方法的改进，所述步骤S2中，所述激光熔覆的参数为：激光功率800w，扫描速度7mm/s，激光离焦量-3.5mm，送粉量8g/min。

作为本发明的基于CCD的激光熔覆方法的改进，所述步骤S2中，逐层堆积的层数为20层。

作为本发明的基于CCD的激光熔覆方法的改进，所述步骤S5具体包括：

S51.当h1大于h2时，降低所述激光熔覆的功率，并进行下一层的熔覆；

S52.当h1等于h2时，保持所述激光熔覆的功率恒定，并进行下一层的熔覆；

S53.当h1小于h2时，提升所述激光熔覆的功率，并进行下一层的熔覆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的基于CCD的激光熔覆方法可随零件各层堆积熔覆的进行，自动灵活调整激光熔覆功率的数值，使之与熔覆过程相匹配。从而，可获得较为稳定的熔池尺寸，进而获得高质量的成形零件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为激光熔覆功率与堆积层数之间的关系曲线，其中，上方的曲线表示功率调整曲线，下方的曲线为理想功率曲线；

图2为本发明的基于CCD的激光熔覆方法的一具体实施方式的方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明为通过CCD实现自动调整激光熔覆功率来获得稳定熔池、保证熔覆成形质量的一种工艺方法。

如图1所示，具体地，在熔覆堆积过程中，为保持熔池维持原来状态的激光功率是实时变化的。随着堆积的进行，层数的提高，熔池所需激熔覆功率不断降低。因此，如果不降低激光熔覆功率，必然会造成熔覆材料的过烧而影响成形质量，因此，需要对成形过程中的激光熔覆功率进行控制，来保证熔覆的顺利进行。