GH3625合金是以Mo和Nb為主要強(qiáng)化元素的固體,。強(qiáng)化鎳基高溫合金，具有優(yōu)良的耐蝕性和抗氧性以及良好的拉伸和疲勞性能,。廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件和航空結(jié)構(gòu)零件,。金屬激光器直接成形技術(shù)(LMDM)是一種不需要模具和工具的直接成形技術(shù)。復(fù)雜金屬零件CAD模型向先進(jìn)制造技術(shù)的轉(zhuǎn)化操作,。該技術(shù)可用于直接制造形狀復(fù)雜,、受力良好的產(chǎn)品。具有機(jī)械性能的全密度三維實(shí)心金屬零件,，具有制造速度,。快速,、靈活,、生產(chǎn)周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn),，在航空航天,、汽車(chē)、武器裝備,、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用帶前景,。

在金屬激光直接成形過(guò)程中，激光,、金屬粉末和基板之間的相互作用是一個(gè)復(fù)雜的物理過(guò)程,，它在形成過(guò)程中工藝參數(shù)對(duì)成形質(zhì)量起著決定性的作用[4]。單通道單層作為其最小的成型制造單元,，其特征尺寸是直的,。它決定了零件的制造精度。因此,，研究了單次通過(guò)的工藝參數(shù)得出了單層成形截面尺寸的影響規(guī)律和最佳工藝參數(shù),。組合是提高金屬激光直接成形零件精度的基礎(chǔ)?；A(chǔ)對(duì)激光功率,、掃描速度、速度等參數(shù)進(jìn)行了比較,，成層段寬度和高度影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究,。建立了預(yù)測(cè)模型，并進(jìn)行了驗(yàn)證,。

測(cè)試方法和過(guò)程 

測(cè)試在金屬激光直接成型系統(tǒng)上進(jìn)行,，如圖1所示,。底板由454鋼制成，尺寸為75 mm× 150 mm,。試驗(yàn)在拋光襯底之前,，可以去除并增加表面上的氧化層。它的表面光潔度,。然后用丙酮進(jìn)一步清洗,。 材料為粒度為GH3625合金球形粉末(表1)。50~ 150 txm,。試驗(yàn)前,，將粉末在真空環(huán)境中120℃干燥，以除去粉末中的水分,，增強(qiáng)粉末的流動(dòng)性和透過(guò)性,。交付的一致性。在襯底冷卻系統(tǒng)上執(zhí)行成形過(guò)程,，以確?；逯械臒崃考皶r(shí)消散。

圖2是單程單層橫截面的示意圖,。圖中W為單道次單層成形截面的寬度,，H為單道次單層成形截面的高度。

在直接激光成形過(guò)程中,，為了避免形成單層一方面,，樣品對(duì)未成形樣品的熱影響控制了兩個(gè)單程之間的距離≥ 15 mm，形成時(shí)間間隔I > 5min另一方面,，成形過(guò)程 在基板冷卻系統(tǒng)上進(jìn)行,，以確保基板中的熱量及時(shí)散發(fā),。測(cè)試中涉及的工藝參數(shù)如表2所示。這篇文章的重點(diǎn)是研究了激光功率,、掃描速度和送粉速度對(duì)成形截面寬度和高度的影響,。

試驗(yàn)結(jié)果 量各種件。為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性,，每測(cè)量三個(gè)樣品,，計(jì)算平均值作為最終測(cè)量結(jié)果如表3所示。

為了便于計(jì)算和分析,。請(qǐng)記住,，每次測(cè)試中的單程成形寬度如下蘑菇I(江1，2,，3,，9),，每次實(shí)驗(yàn)單傳高度為rj (J =)1，2,，3,，9)，然后分別計(jì)算k,。,、K .、體重,、心臟,、墨水、k和R,，下面將以單道次成形寬度為例來(lái)說(shuō)明它們的計(jì)算方法:

式中,， K， 叭K階瑪"分別表示因數(shù)LP取1,、 2, 3水平時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果的總和,。 這里為了便于比較因素LP在不同水平時(shí)的優(yōu)劣而引入K值：

式中， K,。 m％小K,， LP分別表示因素LP相應(yīng)水平的平均單道成形寬度。 極差： R=K3LP- Kl LP=2． 88- 2． 13=0． 75( 7)其余兩列的K,、 K,。 、 砭,、 砭,、 墨、 憨以及R值的計(jì)算方法與第1列的計(jì)算方法相同,。 單道成形高度的相 應(yīng)計(jì)算同單道寬度相同,， 具體計(jì)算結(jié)果如表4所示。

均值分析 直觀的說(shuō),，用影響因素作為橫坐標(biāo),，結(jié)果的平均值。以此為縱坐標(biāo),，畫(huà)出如圖3所示的平均主效果圖,。接下來(lái)，結(jié)合圖3,，詳細(xì)分析了各種工藝參數(shù)對(duì)單程成形寬度和高度的影響程度,。

(1)激光功率對(duì)單道次成形寬度的影響

 單道次成形的寬度主要受熔池寬度的影響，較大的能量輸入可以產(chǎn)生較寬的熔池。因此,，激光功率的增加會(huì)導(dǎo)致熔池寬度的增加,，激光功率對(duì)單道次成形寬度的影響是正相關(guān)的。

(2)掃描速度對(duì)單道次成形寬度的影響

 激光直接沉積制造添加劑的線性能量密度可以表示為E = LP/SS,，即單位時(shí)間和單位長(zhǎng)度的能量,。如上所述，能量輸入越大,，熔池寬度越大,，單道次成形寬度越大。掃描速度與能量密度負(fù)相關(guān),，因此單道次成形寬度隨掃描速度而變化程度有增有減,。

(3)送粉速度對(duì)單程成形寬度的影響 

可以看出，送粉速度對(duì)單道次成形的寬度影響很大微觀,，這是因?yàn)閱蔚来纬尚蔚膶挾戎饕芗す馊鄢貙挾鹊挠绊懴拗?，送粉速度?duì)熔池寬度沒(méi)有顯著影響，所以送粉速度對(duì)單程成形寬度的影響很小,。

(4)激光功率對(duì)單道次成形高度的影響 

成形高度隨著激光功率的增加而增加,，這是由于激光的激發(fā)作用光功率的增加會(huì)導(dǎo)致熔池面積的增加，從而會(huì)有更多元金屬粉末進(jìn)入熔池,。這有利于改善單程成形高度:其實(shí)激光功率對(duì)單道次成型高度的影響是雙重的重,，激光功率過(guò)大時(shí)，會(huì)造成熔池深度增加很大,。當(dāng)液態(tài)金屬的表面張力與重力不匹配時(shí)當(dāng)它達(dá)到平衡時(shí),，它會(huì)沿著兩邊向下流動(dòng)，直到熔池越來(lái)越寬,。淺讓兩者達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài),，就會(huì)產(chǎn)生單向的成就。形狀高度變小,。

(5)掃描速度對(duì)單道次成形高度的影響

 掃描速度的提高導(dǎo)致單程成形高度的降低,。這隨著掃描速度的增加?？梢栽趩挝粫r(shí)間內(nèi)進(jìn)入熔體熔池中金屬粉末的量會(huì)減少,，因此必然導(dǎo)致單道次成形高度的降低。

(6)送粉速度對(duì)單程成形高度的影響 

送粉速度對(duì)單程成形高度的影響與掃描速度的影響完全相同,。程度對(duì)單道次成形高度的影響是相反的，因?yàn)樗头鬯俣却撕?，這種增加相當(dāng)于單位時(shí)間內(nèi)有更多的粉末進(jìn)入熔池,，從而增加單程成形的高度。

范圍分析 根據(jù)表4所列的范圍，排出各工藝參數(shù)的主次順序,。單程成形寬度w: ss慢轉(zhuǎn)的 活塞流反應(yīng)器單程成形高度h: ssPFR LP通過(guò)極差分析可以看出,，對(duì)于單道次成形的寬度和高度一般來(lái)說(shuō)，掃描速度對(duì)其影響最明顯,。因此,，激光直接在添加劑的制造中，選擇合理的掃描速度是非常重要的,。

回歸分析

 為了預(yù)測(cè)不同工藝參數(shù)下金屬的直接激光沉積增材制造中單道次單層成形的寬度和高度,。在米妮·泰格的幫助下該軟件計(jì)算各種因素的常數(shù)系數(shù)，以獲得線性回歸模型,，例如下圖:w = 0.413+0.00187 LP-0.207 ss-0.0005 PFR( 8) h=0,。083+0.00131LP- 0。307SS+0,。0322PFR( 9) 為了驗(yàn)證上述回歸模型的準(zhǔn)確性,，如表5所示進(jìn)行參數(shù)驗(yàn)證測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果記錄在表格中,。

驗(yàn)證結(jié)果表明,，單道次成形寬度和高度的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值一致。量值的相對(duì)誤差為1,。07%和5,。82%,歸因于金屬激發(fā)直接沉積添加劑的制造過(guò)程非常復(fù)雜，我們認(rèn)為誤差在8%以?xún)?nèi)的都可以接受,。因此,，上述回歸方程是有效的。

討論

 通過(guò)正交試驗(yàn),，測(cè)量了激光功率,、掃描速度、激光速度和激光速度,。粉末速度等參數(shù)對(duì)單程單層成形段寬度和高度的影響,，主要結(jié)論如下。

 (1)在單道次單層成形中,，激光功率,、送粉速度、掃描跟蹤速度等工藝參數(shù)對(duì)單個(gè)軌道的寬度和高度有不同程度的影響,。以及合理設(shè)置工藝參數(shù)對(duì)提高成形質(zhì)量的意義重大,。

 (2)通過(guò)極差分析可以看出，對(duì)于單道次成形寬度和身高,，掃描速度對(duì)其影響最明顯,，所以令人興奮。在直接光整形中，選擇合理的掃描速度是非常重要的,。 

(3)驗(yàn)證結(jié)果表明,，利用米妮tab軟件得到的線性度回歸模型是有效的。