基于控斑技术的曲面激光熔覆实验研究

提出了基于控斑技术的机器人曲面激光熔覆轨迹规划方法,以光斑投影面积变化的阈值控制激光输入曲面上的能量密度。通过改变曲面轨迹插补点上激光束投影光斑的几何形态,分析了离焦量与姿态对熔覆质量的影响。实验获得了不同离焦量和姿态下的激光扫描路径,结果表明,在其他工艺参数不变的情况下,离焦量为5 mm时熔覆效果较好;当空间夹角为23.4°时,熔覆层出现裂纹;当空间夹角大于30°时,熔合线附近出现明显的夹杂、空洞;熔覆层的厚度随空间夹角的增大而减小,且总体硬度高于基材。通过光斑面积的变化,校验出轨迹插补点,进而控制姿态变化,实现在激光表面高质量的熔覆。