基于光内送粉技术的激光加工机器人曲面熔覆试验研究

现有激光表面熔覆技术大多只能在水平或小角度倾斜基面上进行，基于“光束中空、光内送粉”技术，解决了喷头空间倾斜送粉过程中粉束汇聚性差的难题，通过控制激光机器人夹持送粉喷头做大角度连续变姿态运动，喷头轴线方向始终与曲面法向重合，实现了在大角度倾斜曲面上激光熔覆均匀涂层。分析了曲面熔池受力情况、不同倾角曲面熔池形状以及扫描路径对熔道成形的影响，通过控制准直气速度使熔道宽度保持稳定，并对不同倾角处曲面熔覆形貌及组织性能进行了详细分析。结果表明，各倾角处曲面熔覆层厚度均匀，截面组织致密，无明显裂纹和气孔，曲面熔覆层与基体结合良好。为实现金属零部件复杂空间曲面修复提供了新方法。