QT800-2球墨铸铁表面激光熔覆工艺参数多目标优化

• 作者: 张胜江 王明娣 倪超 徐悠源 尹梓航 林瑶 郭敏超 王贤宝
• 来源期刊: 表面技术
• 关键词: 激光熔覆 熔覆质量 球墨铸铁 工艺参数 正交试验 NSGA-II算法 工艺优化
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 激光表面改性技术|Laser Surface Modification Technology
• 页码范围: 74-82
• 页数: 9页
• 分类号: TG174.4|V261.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.07.006

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L9(34)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.