一种提高激光金属3D成形件质量的方法

摘要

本发明公开了一种提高激光金属3D成形件质量的方法，选用中空激光内送粉熔覆喷头，该熔覆喷头在激光束的中间设置粉管和位于粉管外围的准直保护气管，激光束呈环形聚焦分布，粉束居中，在粉束的周围形成准直保护气气帘，使得环形聚焦分布的激光束、准直保护气气帘和粉束三者同轴；将零件置于负离焦位置，激光束作用于零件表面形成熔池，将熔覆喷头沿Z轴方向移动，调整激光束的负离焦量，使得到达熔池处的光斑外径D与到达熔池处的粉斑直径Φ之比大于0.7。利用该方法，激光扫描能量分布更为均匀，熔覆层边缘处可得到充分熔化，可极大减少的粘附到成形件侧面的粉末量，降低金属成形件表面的粗糙度，提高金属成形件的质量。

主权项

一种提高激光金属3D成形件质量的方法，其特征在于：选用中空激光内送粉熔覆喷头，该熔覆喷头在激光束的中间设置粉管和位于粉管外围的准直保护气管，激光束呈环形聚焦分布，粉束居中，在粉束的周围形成准直保护气气帘，使得环形聚焦分布的激光束、准直保护气气帘和粉束三者同轴；将零件置于负离焦位置，激光束作用于零件表面形成熔池，将熔覆喷头沿Z轴方向移动，调整激光束的负离焦量，使得到达熔池处的光斑外径D与到达熔池处的粉斑直径Φ之比大于0.7，光斑外径D的表达式为D＝f×2tan(α)，粉斑直径Φ的表达式为根据D：Φ＞0.7得到表达式：其中，f为负离焦量，α为外光束与Z轴的夹角，为粉管的出口内径，s为粉管至激光束焦点的距离，β为粉束的发散角。