真空环境下TC4激光熔丝增材制造工艺实验研究

摘要

目的针对TC4金属增材制造制备的零件质量差的问题,研究真空环境下不同工艺参数对TC4激光熔丝增材制造的影响规律。方法通过单因素单道工艺实验,研究激光功率、扫描速度、送丝比等工艺参数对单道沉积层形貌、宽度和高度的影响。结果当激光功率小于230W时,得到的单道表面形貌较为良好,熔覆层与基板区域结合较好,而当激光功率大于230W时,则会在初始段产生鱼鳞状缺陷。随着激光功率从150 W增大到230 W,单道截面宽度从0.582 mm增大到1.123 mm,增大了93.0%。单道截面高度从0.443mm降低到0.351mm,降低了20.8%。当扫描速度小于1.5mm/s时,单道表面也出现了“鱼鳞”状结构,导致质量下降;当扫描速度从1mm/s增大到5mm/s时,单道横截面宽度从1.003mm降低至0.887mm,降低了11.6%,而单道横截面高度则从0.332mm增大至0.353mm,只增大了6.32%。在不同送丝比情况下,单道表面形貌都较为良好,且随着送丝比从1增大至3,单道沉积层的高度从0.308mm增大至0.465mm,增大了51.0%。结论激光功率是影响单道沉积层表面形貌和横截面宽度的重要因素,而扫描速度对横截面宽度和高度的影响幅度都很小,其影响程度远不如激光功率显著,送丝比只对单道沉积层的高度影响显著。