激光与红外

作者：王存龙

单位：1.东北大学机械工程与自动化学院,辽宁 沈阳 110819；2.中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁 沈阳 110016；3.中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁 沈阳 110169；

关键词：激光光学;定向能量沉积;预测模型;工艺参数优化;拉伸性能

基金：沈阳市中青年科技创新人才支持计划项目(No.RC220527)；“兴辽英才计划”青年拔尖人才项目(No.XLYC2203154)；揭榜挂帅项目(No.2022JH1/10800048)；2023年数字辽宁智造强省(智造强省方向)专项资金项目(No.辽工信投资【2023】1719)资助。

本研究采用激光定向能量沉积(Directed Energy Deposition,DED)增材制造技术制备了304NG不锈钢样品。通过单道熔覆正交实验,研究了不同工艺参数对熔覆层尺寸的影响。建立了熔覆层尺寸的预测模型并进行了工艺参数优化,并基于优化参数对预测结果进行了实验验证。使用优化后的工艺参数打印了样块并进行固溶热处理,以观察材料的金相组织和测试拉伸性能。研究结果表明,激光功率对熔覆层的熔宽、熔深和熔高影响最大,而送粉速率则对稀释率的影响最为显著。通过建立预测模型并求解,确定了优化后的工艺参数:激光功率为3000W、扫描速度为961mm/s、送粉速率为898 g/min。此外,使用优化后参数制备的304NG在20℃室温和350℃高温环境下抗拉强度分别为61625 MPa和41513 MPa,屈服强度分别为25895 MPa和17932 MPa,整体拉伸性能达到了锻件水平。

来源：2025年第8期

《激光与红外》期刊编辑部

查看激光与红外杂志2025年第8期