文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
激光熔覆直写标志牌粉末研制及熔覆质量预测
姓名:柳家良
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:刘顺洪
2011-01-15
华中科技大学硕士学位论文
摘要
激光熔覆技术是一种新型的材料加工与表面改性技术,而激光直写标志牌系统
则是基于激光熔覆技术,并配以焊接机器人从而实现标志牌书写的新型标志牌系统,
它有别于传统的标志牌制作工艺,外观要求更美观,耐腐蚀性更佳,与基材的连接
性更牢固,因此为了更好的满足标志牌要求,需要研制耐候钢 Q450NQR1 专用的熔
覆合金粉末。
本文采用均匀设计法,研制出了耐候钢 Q450NQR1 激光直写标志牌专用粉末配
方,配方含有元素 Ni,Cr,Si,B,Fe 等,其含量为:Ni:20~22%;Cr:14~%;
Si:1~%;B:~%,Fe 为余量。采用专用粉末进行激光熔覆时无需保护气体,
加工过程更为简便;同时所获得的熔覆层外形美观,具有良好的耐大气腐蚀性能,
同时又能满足货车大梁的安全使用要求。
通过正交试验获得了工艺参数对激光熔覆质量的影响规律及最佳工艺参数,并
将最佳工艺参数下的激光熔覆层与机器人堆焊进行比较,突显了激光熔覆技术在标
志牌制作中的优势。
为了更好的实现激光熔覆技术的推广应用,通过多元线性回归分析对熔覆层质
量进行了预测。回归方程表明熔覆宽度、高度与激光熔覆工艺参数中的激光功率、
光斑直径、粉末厚度和扫描速度间有较好的线性关系,预测精度在 7%以内,且回归
方程中的正负号具有明确的专业意义,因此具有很好的预测应用价值。
而基于遗传算法优化的 BP 神经网络对熔覆质量的预测精度更高,达到 %,
但由于映射关系不明确,且计算量较大,适用于精度要求高的场合。

关键字:激光熔覆耐候钢 Q450NQR1 自熔性粉末线性回归 BP神经
网络

I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Laser cladding technology is a new type of material processing and surface
modification technology, and laser direct writing system is based on signs of laser
cladding, and with a welding robot to achieve a new sign written signs system. It is
different with the traditional production process, which requires a more beautiful
appearance, more corrosion resistance, better connectivity with substrate, so in order to
better meet the sign requirements, developing special cladding powder for weathering
steel Q450NQR1 is essential.
In this paper, through explorations of uniform design, Special powder formulations
for the system of laser direct writing was developed , the formulations contains the
elements Ni, Cr, Si, B, Fe, etc., and its content is: Ni:20 ~22%; Cr:14 ~%; Si:1 ~%;
B: ~%, Fe as the remainder. Using special powder without shielding gas during the
laser cladding, the process is easier; and the cladding layer obtained has beautiful
appearance, good atmospheric corrosion resistance and meets the requirements of the safe
use of freight girder.
Influence law of the la