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【6h】

自动流量平衡阀端帽的激光熔覆工艺与装置研究

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自动流量平衡阀是一种可以自动控制复杂截流面的过流面积、保证输出恒定流量的装置，主要用于提高供水系统性能，在农业、工业和日常生活中得到了广泛的应用，前景十分广阔。本课题通过分析激光熔覆技术在平衡阀端帽工作面强化的特点，利用了500WNd：YAG激光多功能加工机对阀芯端帽工作面的激光熔覆表面强化工艺进行了深入理论分析和实验研究。具体内容如下：
　　(1)根据自动平衡阀过流端帽的具体结构和特征，设计了一套快速装夹的工装，使用起来快捷方便，因此大大地提高了工作效率，特别是对大批量激光熔覆端帽具有较高的使用价值。
　　(2)分析了激光熔覆平衡阀端帽的特点，设计了激光熔覆端帽的工艺方案。主要包括以下几方面：
　　1)激光扫描路径的分析与确定。设计出端帽三种激光熔覆的工艺路径，分别为点阵式、网格式和螺旋线式。分析它们的优缺点，其中螺旋线式扫描路径的优势比较突出，有利于端帽熔覆的研究；
　　2)激光熔覆材料的选择与制备。分析了多种熔覆材料的性能，确定选择镍基合金材料用于端帽激光熔覆实验；
　　3)设计激光熔覆的工艺方式为预制式涂层法，制定了激光熔覆端帽的实验方案。
　　(3)以平衡阀端帽熔覆面硬度、硬化层深度和宽度作为衡量端帽熔覆质量的标准，详细地分析了输出电流、扫描速度、脉冲宽度、脉冲频率、辅助气体压力和离焦量等激光加工因素对端帽熔覆的影响规律，并且得到了各个因素熔覆的最佳参数；
　　(4)对熔覆后的端帽进行了耐磨性实验分析，耐磨性提高10.4倍；分析了输出电流、扫描速度和离焦量等工艺参数对熔合率的影响；
　　(5)通过正交实验建立了基于硬度、硬化层深度和熔覆层宽度的数学模型，并且验证了数学模型的可靠性。

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