QT800-2球墨铸铁表面激光熔覆工艺参数多目标优化

摘要

目的为了解决球墨铸铁表面激光熔覆铁基合金过程中熔覆层塌陷、厚度不均等问题,确定旁轴送粉激光熔覆最优工艺参数组,并对参数寻优方法进行对比分析。方法选取工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉速度)为优化变量和熔覆层表面质量(表面粗糙度、硬度)为优化指标,通过设计L_(9)(3^(4))正交试验进行极差分析,得到优化后的参数组合;通过神经网络预测模型结合NSGA-II多目标优化算法进行参数寻优。通过对比这两种优化方法对熔覆层表面质量的实际优化效果,确定最优工艺参数组。结果 3个工艺参数对综合质量的影响大小依次为激光功率>扫描速度>送粉速度,正交优化参数组合使得熔覆层表面粗糙度降低23.3%,硬度降低7.1%。而NSGA-II遗传算法优化参数组合可实现表面粗糙度降低40.5%,硬度提升6.6%。最优工艺参数组合为:激光功率4614 W,送粉速度2.6 r/min,扫描速度325.6 mm/min。结论采用NSGA-II遗传算法能获得比正交试验更快更好的优化效果;通过合理选择工艺参数,能够解决熔覆层塌陷、厚度不均等问题,从而极大地改善熔覆层表面质量。