[发明专利]一种圆弧面上激光熔覆工艺参数优化的方法

权利要求书

1.一种圆弧面上激光熔覆工艺参数优化的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、以激光功率、扫描速度、送粉速度作为待优化参数，按照田口方法设计正交实验，在圆弧面上进行单道熔覆实验后将获得的熔宽、熔高以及稀释率作为响应目标并进行方差分析，得出三个所述待优化参数对三个所述响应目标的影响程度；

S2、利用灰色关联分析方法对步骤S1中的三个所述响应目标进行分析，得到三个所述待优化参数最终的最优参数组合；

S3、将步骤S2得到的最终的最优参数组合下的熔覆层的轮廓建立成几何模型并计算得到临界搭接角，然后进行多道单层熔覆实验，经计算分析后得到搭接角的最优值；

S4、测量步骤S3得到的最优搭接角对应的多道单层的名义径向高度并作为初始名义径向高度，并进行多道多层熔覆实验，经计算分析后得到径向提升量的最优值；

在步骤S4中，所述多道多层熔覆实验以单向平行扫描进行提升，实验结束后测量并计算得到的熔覆层的实际径向高度与计算得到的理论径向高度的差值，若上述差值小于期望值，则初始名义径向高度作为所述径向提升量的最优值，否则，

在所述初始名义径向高度附近进行至少一次梯度搜索优化，直到所述差值小于所述期望值，得到所述径向提升量的最优值。

2.如权利要求1所述的圆弧面上激光熔覆工艺参数优化的方法，其特征在于，步骤S1包括如下子步骤：

S11、选取3～5个水平，获得正交实验表；

S12、将待熔覆粉末按照预设熔覆轨迹在基体上进行单道熔覆实验；

S13、对步骤S12得到的熔覆后的基体进行切割得到熔覆层横断面，然后测量所述熔覆层横断面的熔宽、熔高、熔覆层轮廓半径、熔覆层面积和熔池面积；

S14、计算得出关于三个所述响应目标的方差分析表、关于三个所述响应目标信噪比的响应表以及关于三个所述响应目标信噪比的主效应图。

3.如权利要求1所述的圆弧面上激光熔覆工艺参数优化的方法，其特征在于，步骤S2体包括如下子步骤：

S21、将三个所述响应目标转换为灰色关联度，再对所述灰色关联度进行方差分析，得到三个所述待优化参数达到三个所述响应目标的期望时的最优参数组合；

S22、若步骤S21得到的最优参数组合在步骤S1中的所述正交试验表中，则可作为三个所述待优化参数最终的最优参数组合，否则，需要做验证试验。

4.如权利要求3所述的圆弧面上激光熔覆工艺参数优化的方法，其特征在于，步骤S21包括如下子步骤：

S211、对三个所述响应目标进行信噪比的标准化；

S212、进行灰色关联系数的计算；

S213、进行灰色关联度的计算；

S214、将步骤S213得到的灰色关联度按照从小到大的顺序依次排列并进行方差分析，得到灰色关联度的方差分析表、灰色关联度的响应表以及灰色关联度的主效应图；

再从所述灰色关联度的主效应图中找到三个所述待优化参数最大者的组合，作为三个所述待优化参数达到三个所述响应目标的期望时的最优参数组合。

5.如权利要求1所述的圆弧面上激光熔覆工艺参数优化的方法，其特征在于，

在步骤S3中，进行所述多道单层熔覆实验后测量并计算幅径比，若得到的幅径比小于幅径比期望值，则所述临界搭接角作为所述搭接角的最优值；否则，

在所述临界搭接角附近进行至少一次梯度搜索优化，直到得到的幅径比小于所述幅径比期望值，得到所述搭接角的最优值。