摘 要

　　研究了等离子激光复合熔积高温合金粉末过程中激光对等离子弧柱形态、熔积时熔深和熔宽等的影响。 实验结果表明，激光作用于等离子弧后，等离子弧弧柱的直径变小，挺度增加，稳定性增强，起弧容易，熔积层的熔深增大，熔宽减小。实验证明，这种方法直接快速成形高温合金或者难加工材料零件是可行的。

　　关键词

　　等离子激光复合 快速制造 熔积成形 高温合金

　　引 言

　　快速原型技术(rapid prototyping techology) 经过近20年的迅速发展 已经向快速金属零件制造重心转移。目前已开发出了多种快速制造金属零件的工艺，如激光近形制造技术选择性激光烧结技术、 三维印刷成形技术、 喷射成形技术、 利用金属板材作造型材料的分层实体制造技术、 热喷涂直接制造金属零件 、三维焊接成形等， 但都不是很理想。 本文提出了等离子激光复合直接快速制造金属零件的工艺， 此工艺方法可以实现金属零件的快速、 直接无模成形， 其关键是找出等离子与激光的成形工艺参数对熔积成形时熔池及弧柱形貌的影响规律， 从而确定合理的工艺参数匹配。

　　1 实验条件与方法

　　为了研究激光对等离子弧柱以及熔深和熔宽的影响，将激光束与等离子束复合，使激光对等离子熔积时的熔池进行作用。保持等离子的熔积参数不变，改变激光的重复频率， 平均功率和脉冲宽度， 每一组参数熔积一条焊道。 用红外热像仪拍摄复合前后的弧柱形态， 利用电火花线切割沿着成形试样垂直截面进行切割并磨光， 观察熔池形貌。

　　实验采用的等离子激光复合设备 ，具有六轴五联动功能， 激光的平均功率范围为4—270W，激光的传输和聚焦在光路系统上可以实现&个自由度的调节。实验材料为K163 (高温合金粉末 其主要成分见表1

　　表1 K163金属粉末的成分

　　实验过程中， 等离子熔积成形的工艺参数保持不变， 具体值如下; 离子气、 保护气、 送粉气为氩气，压力比为1：1：1;非弧电流为30—40A，转弧电流为80—200A给速度为200mm/min;送粉量为25g/min 粉末粒度为"T#目 激光的参数设计值见表2。

　　表2 激光参数变化值

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