Dina raraga ngurangan konsumsi énérgi jeung waktu ngolah prosés cladding laser, makalah ieu proposes a cladding laser métode optimasi parameter prosés dumasar kana efisiensi énergi. Nyandak konsumsi énergi husus salaku ukuran tina cladding laser efisiensi énergi, model konsumsi énérgi laser cladding diadegkeun ku analisa karakteristik konsumsi énérgi unggal subsistem tina cladding laser. Dina dasar ieu, konsumsi énérgi husus antara total konsumsi énergi sistem jeung volume ngabentuk diitung, sarta model optimasi multi-obyektif parameter prosés cladding laser kalawan konsumsi énérgi husus sarta waktu ngolah sakumaha target optimasi diwangun tur direngsekeun ku. Algoritma NSGA-Ⅱ. Katepatan model konsumsi énérgi husus geus diverifikasi ku test cladding laser dina bagian annular ipis-walled, sarta eta kabuktian yén parameter prosés dioptimalkeun éféktif bisa ningkatkeun efisiensi énergi cladding laser sarta ngurangan waktu processing.

Lapisan laser nyaéta téhnologi modifikasi permukaan bahan-precision tinggi jeung efisiensi tinggi, nu loba dipaké dina widang rékayasa nasional utama kayaning pertahanan nasional, aerospace, pétrokimia, jeung manufaktur mobil. Aya hubungan anu caket antara efisiensi énergi cladding laser sareng konsumsi énérgi dina prosés pangolahan anu saluyu. Dong Mengmeng et al. diwangun modél anu bisa ngaduga konsumsi énergi prosés cladding laser ku analisa ciri konsumsi énergi unggal subsistem tina cladding laser. Jiang et al. ngadegkeun model konsumsi énérgi pikeun prosés remanufacturing laser cladding sarta dioptimalkeun model ngagunakeun ningkat algoritma NSGA-Ⅱ, nyadiakeun dadasar pikeun ngurangan konsumsi énérgi jeung biaya prosés remanufacturing laser cladding. Duan Chengmao et al. ngadegkeun modél optimasi low-karbon pikeun las laser dumasar kana efisiensi processing jeung pangaruh karbon salaku udagan optimasi, sarta ngajukeun metoda optimasi low-karbon pikeun sistem prosés las laser. Jiang Xingyu et al. ngadegkeun modél émisi karbon pikeun prosés manufaktur aditif laser sarta dioptimalkeun parameter prosés patali jeung émisi karbon, laju utilization bubuk jeung kualitas cladding salaku target optimasi. Panda et al. diitung konsumsi énérgi dumasar kana aréa sintering, ngadegkeun model optimasi konsumsi énérgi produksi aditif laser nu comprehensively dianggap konsumsi énérgi jeung efisiensi produksi, sarta nunjuk kaluar yén ketebalan lapisan cladding mangrupa parameter penting mangaruhan konsumsi énérgi manufaktur aditif laser. Streitenberger dkk. ngusulkeun métode optimasi dua tahap dumasar kana analisis faktor jeung métode simpang pesawat normal. Ku ngaoptimalkeun géométri las, masalah stokastik optimasi multi-obyektif sareng ngaminimalkeun konsumsi énergi las laser sareng konsumsi bahan salaku udagan optimasi direngsekeun.

Ieu kudu nunjuk kaluar yén lolobana studi patali aya dumasar kana total konsumsi énergi sistem cladding laser pikeun optimasi prosés, sarta aya sababaraha laporan ngeunaan optimasi parameter prosés cladding laser ti sudut pandang efisiensi énergi. Dina panempoan ieu, makalah ieu, dumasar kana pangwangunan modél efisiensi énergi ngolah laser cladding bagian mékanis, ngadegkeun model optimasi multi-tujuan pikeun ngolah cladding laser kalawan konsumsi énergi husus sarta waktu processing salaku target optimasi, sarta ngagunakeun. Algoritma NSGA-Ⅱ pikeun ngabéréskeun sareng kéngingkeun kombinasi parameter prosés pangsaéna, sareng pariksa katepatan modél anu diwangun kalayan bantosan tés cladding laser multi-lapisan sareng multi-pass dina annular. bagian témbok ipis.

1 Énergi efisiensi modeling ngolah laser cladding

1.1 Énergi efisiensi indéks fungsi processing cladding laser
Efisiensi énergi pamrosésan laser cladding nujul kana darajat mana énergi jeung sumber anu éféktif garapan salila ngolah laser cladding bagian mékanis. indikator evaluasi na ngawengku konsumsi énergi husus, laju utilization énergi, efisiensi cladding, speed produksi, laju utilization bahan, kualitas prosés jeung laju cacad, jsb Konsumsi énergi husus tina cladding laser nujul kana konsumsi énergi dihasilkeun ku volume unit ngabentuk salila. prosés cladding. Leuwih leutik konsumsi énergi husus, nu leuwih luhur efisiensi énergi cladding laser. Panalitian anu aya parantos nunjukkeun yén konsumsi énergi khusus tiasa sacara akurat sareng intuitif nunjukkeun efisiensi énergi ngolah. Ku alatan éta, makalah ieu ngagunakeun konsumsi énergi husus salaku indikator pikeun ciri efisiensi énergi processing cladding laser. Rumus itunganna nyaéta: tingali rumus (1) dina gambar. Dina rumusna, elc nyaéta konsumsi énergi husus tina cladding laser, EA nyaéta total konsumsi énergi prosés cladding laser, sarta Vlc nyaéta volume cladding laser ngabentuk.

1.2 Analisis karakteristik konsumsi énergi tina cladding laser
Prosés operasi pakakas cladding laser bisa dibagi kana alat ngamimitian, sayaga, cai cooling operasi alat, cladding processing, alat cooling, sayaga jeung shutdown tahapan. Subsistem peralatan dina unggal tahapan beroperasi dina koordinasi sareng parobihan kakuatan rélatif stabil. Nyandak prosés cladding laser multi-lapisan sareng multi-pass sabagé conto, kurva kakuatan sacara real-time tina alat cladding laser anu diala ku alat ngawaskeun kakuatan dipidangkeun dina Gambar 1. Di antarana, lampu eureun antar lapisan ngarujuk kana tahap ngantosan lapisan cladding pikeun niiskeun handap.

Numutkeun komposisi konsumsi énérgi tina parabot cladding laser sarta operasi tina subsistem parabot dina tahap béda, total konsumsi énergi EA tina prosés cladding laser utamana diwangun ku lima jenis konsumsi énergi, nyaéta, sistem laser konsumsi énergi El. , nu cai cooling Sistim konsumsi énergi Eh, nu cladding laser husus alat mesin konsumsi énergi Em, feeder bubuk jeung sistem gas pelindung konsumsi énergi Epg jeung pamakéan énérgi sistem bantu Ea, nyaéta: Tempo rumus (2) dina inohong.

1) Konsumsi énergi sistem laser
Kakuatan sistem laser robah terus salila prosés cladding laser. Dumasar ieu, sistem laser konsumsi énergi El dibagi kana prosés cladding konsumsi énérgi jsb, interlayer eureun konsumsi énergi lampu Ed sarta konsumsi énérgi sayaga Els, nyaeta: tingali rumus (3) dina gambar.
Dina rumusna, Pin mangrupikeun kakuatan input laser, tlc mangrupikeun waktos lebur bubuk logam, nyaéta, waktos cladding, Pls mangrupikeun kakuatan sayaga laser, td mangrupikeun waktos lampu eureun interlayer, sareng tls mangrupikeun waktos sayaga laser, éta nyaeta, waktu persiapan cladding. Di antarana, waktu cladding tlc ditangtukeun ku babandingan tina total panjang cladding laser Slc jeung speed scanning laser vs. Jalur cladding sahiji bagian mékanis tina wangun béda béda, jeung métode itungan pakait tina total panjang cladding ogé bakal. jadi béda. Nyandak bagian datar umum jeung bagian puteran sabagé conto, rumus itungan pikeun laser cladding waktu processing dua nyaéta: tempo rumus (4) dina gambar.
Dina rumus itungan waktu ngolah laser cladding pikeun bagian datar, m nyaéta jumlah lapisan cladding bagian datar, n nyaéta jumlah lapisan cladding bagian datar, sarta L nyaéta panjang bagian datar bisa clad. Dina rumus itungan waktos ngolah cladding laser pikeun bagian puteran, mi nyaéta jumlah lapisan cladding laser tina lapisan i-th (i=1,2,3,…,n) tina bagian puteran, D nyaéta diaméterna. bagian puteran, sarta Hlc nyaeta jangkungna lapisan tunggal lapisan cladding sahiji bagian puteran. Parobahan diaméter bagian puteran salila prosés ngolah kudu dianggap nalika ngitung waktu ngolah cladding laser pikeun bagian puteran. Sajaba ti éta, jumlah lapisan cladding n bagian mékanis patali jeung jangkungna permukaan Hw tina bagian nu bakal diolah, lapisan cladding jangkungna Hlc jeung Z-sumbu ngangkat jumlah ΔZ, sarta jumlah lapisan cladding bagian mékanis nyaeta patali jeung total lebar cladding W jeung lebar hiji lapisan cladding Wlc tunggal. Kusabab titik diaméterna lsd tina laser dipaké dina ulikan ieu mangrupa nilai tetep, lebar hiji lapisan cladding tunggal bagian mékanis Wlc = lsd. Rumus itungan pikeun jumlah lapisan cladding n jeung jumlah jalur cladding m bagian mékanis nyaéta kieu: Tempo rumus (5) jeung (6) dina gambar.
Dina rumus (6), μ nyaéta laju tumpang tindihna. Kusabab jumlah lapisan cladding jeung jumlah jalur bagian mékanis dina ngolah sabenerna duanana integer, jumlah lapisan cladding n jeung jumlah jalur bagian mékanis diitung dumasar kana rumus (5) nepi ka (6) kedah. dibuleudkeun.

2) konsumsi énergi sistem cooling cai
Nalika alat-alat kakuatan tinggi sapertos laser ngalaman konvérsi énergi (sapertos énérgi listrik kana énergi cahaya), bagian tina énérgi dina sistem bakal langsung dirobih janten énérgi panas kusabab faktor sapertos leungitna panas, anu sacara serius mangaruhan kualitas produk. processing cladding laser komo ngaruksak parabot. Ku alatan éta, sistem cooling diperlukeun pikeun niiskeun parabot kayaning lasers. Dina ulikan ieu, konsumsi énérgi tina sistem cooling cai Eh dibagi jadi dua bagian dumasar kana kaayaan gawé tina sistem cooling cai: konsumsi énergi digawé Ehc tina sistem cooling cai jeung konsumsi énergi sayaga Ehs, nyaeta: tingali. rumus (7) dina gambar.
Dina rumusna, Phc nyaéta kakuatan kerja sistem penyejukan cai, Phs nyaéta kakuatan sayaga tina sistem penyejukan cai, thc sareng ths nyaéta waktos damel sareng waktos sayaga sistem penyejukan cai, masing-masing. Rumus itungan dua nyaéta: tempo rumus (8) jeung (9) dina gambar.
Dina rumus (8), Plc nyaéta kakuatan laser, ρ nyaéta dénsitas cai cooling, cp nyaéta kapasitas panas spésifik tina cai cooling, vh nyaéta laju aliran cai cooling, sarta ΔT nyaéta bédana suhu cai cooling.

3) konsumsi énergi laser cladding alat mesin
Alat mesin parabot cladding laser dipaké dina ulikan ieu utamana diwangun ku mékanisme puteran sarta mékanisme tarjamah. Mékanisme puteran didorong ku motor servo pikeun ngontrol rotasi workpiece pikeun ngalengkepan cladding laser, sareng mékanisme panarjamahan disetir ku motor stepper pikeun mindahkeun workpiece ka posisi awal cladding. Konsumsi énergi Em tina alat mesin husus diitung saperti kieu: Tempo rumus (10) dina gambar.
Dina rumusna, Pmr mangrupikeun kakuatan kerja mékanisme puteran, Pmt mangrupikeun kakuatan kerja mékanisme tarjamahan, sareng tmt mangrupikeun waktos kerja mékanisme tarjamahan, nyaéta waktos pikeun workpiece mulang ka posisi awal. cladding sanggeus unggal lapisan cladding geus réngsé. Aya: (11). Dina rumus, vmt nyaéta laju gerak mékanisme tarjamah.

4) Konsumsi énergi bubuk feeder jeung sistem gas pelindung
Feeder bubuk jeung sistem gas pelindung nyadiakeun bubuk logam jeung gas pelindung diperlukeun pikeun nyegah oksidasi bubuk salila prosés cladding laser bagian mékanis. Feeder bubuk tina alat cladding laser anu digunakeun dina ulikan ieu mangrupikeun feeder bubuk gravitasi, sareng kakuatan kerjana mangrupikeun nilai tetep. Sistem gas shielding tanggung jawab niupan bubuk kana kolam renang molten sarta nyegah bubuk dina kolam renang molten tina oksidasi-suhu luhur. Ku alatan éta, sistem gas shielding jeung feeder bubuk beroperasi synchronously, sarta waktu gawé maranéhanana sarua jeung laser cladding waktos tlc. Konsumsi énérgi Epg feeder bubuk sareng sistem pelindung diitung kieu: (12).
Dimana Ppg mangrupikeun kakuatan kerja tina feeder bubuk sareng sistem gas pelindung.
5) Konsumsi énergi sistem bantu
Sistim bantu cladding laser ngawengku cahaya, kontrol terpadu, sarta AC pikeun dissipation panas tina kabinét kontrol laser. Pa kakuatan na nilai tetep, sarta waktu gawé na sarua jeung waktu dihakan ku sakabéh prosés cladding laser bagian mékanis (tlc +tls +td). Konsumsi énergi sistem bantu Ea diitung kieu: (13).
Dina kasimpulanna, salila prosés cladding laser bagian mékanis, sanajan status operasi unggal subsistem tina parabot cladding robah greatly, parobahan kakuatan sistem dina hambalan béda rélatif stabil, waktu luncat kakuatan pondok, sarta konsumsi énergi kirang. . Ku alatan éta, ulikan ieu ngan mertimbangkeun konsumsi énérgi unggal subsistem dina digawé sarta tahap sayaga nalika ngadegkeun model konsumsi énérgi cladding laser, sarta EA total konsumsi énergi pakait tina prosés cladding laser bisa ditembongkeun salaku: (14).
Konsumsi énérgi husus elc dipaké pikeun ciri efisiensi énergi prosés cladding laser, sarta rumus itunganna nyaéta: (15).

2 Optimasi parameter cladding laser dumasar kana efisiensi énergi

2.1 Pedaran masalah
Masalah optimasi multi-tujuan ngolah laser cladding bagian mékanis dumasar kana efisiensi énergi bisa digambarkeun salaku: multi-lapisan jeung multi-pass laser ngolah cladding bagian mékanis merlukeun konsumsi énergi husus panghandapna jeung waktu processing shortest dina premis of minuhan sarat ukuran processing. Panaliti ieu ngagunakeun tilu parameter prosés anu gaduh dampak anu langkung ageung kana konsumsi énérgi khusus sareng waktos ngolah ngolah cladding laser bagian mékanis, sapertos kakuatan laser Plc, laju scanning vs sareng jumlah tuang bubuk Sp, salaku variabel optimasi, sareng multi-tujuan. optimasi dilaksanakeun kalayan tujuan ngaminimalkeun pamakean énérgi khusus sareng waktos pangolahan anu paling pondok. Modél optimasi anu diwangun dipidangkeun dina Gambar 2.

2.2 Fungsi Tujuan jeung kawatesanan
1) Fungsi Tujuan Konsumsi énérgi husus elc sarta waktu ngolah tA of laser cladding processing bagian mékanis dicokot salaku target optimasi, sarta dimungkinkeun bisa ditembongkeun salaku: (16).
2) Watesan
Palaksanaan lemes tina prosés ngolah laser cladding bagian mékanis merlukeun kapuasan tina sababaraha konstrain kayaning kakuatan input laser, speed scanning laser, jumlah bubuk dahar jeung sangu processing.
① Konstrain kakuatan laser Parobahan kakuatan laser bakal mangaruhan dénsitas fluks panas permukaan bagian mékanis. Lamun kakuatan laser teuing leutik, bubuk cladding teu bisa ditumpes dilebur, sarta kakuatan kaleuleuwihan bakal ngabalukarkeun deformasi-suhu luhur bagian mékanis. Ku alatan éta, nurutkeun parameter parabot dipaké sarta sarat processing sabenerna, Plc kakuatan laser dipilih teu bisa leuwih handap tina kakuatan laser minimum Plc-min, atawa leuwih luhur ti kakuatan laser maksimum Plc-max, nyaeta: (17).
② Konstrain laju scanning laser Laju scanning laser langsung mangaruhan kualitas ngabentuk lapisan cladding bagian mékanis. Laju scanning laser teuing slow bakal ngabalukarkeun laju éncér lapisan cladding bagian mékanis jadi luhur teuing, kukituna ngurangan karasa lapisan cladding. Sanajan kitu, lamun laju scanning laser teuing gancang, lapisan cladding sahiji bagian mékanis moal bisa ngabentuk beungkeut metalurgi jeung substrat, nu bakal boga pangaruh ngarugikeun kana kakuatan beungkeutan bagian. Ku alatan éta, laju scanning laser nu dipilih vs teu bisa leuwih handap tina speed scanning laser minimum vs-mnt, atawa bisa ngaleuwihan laju scanning laser maksimum vs-max, nyaeta: (18).
③ Konstrain jumlah dahar bubuk Dina prosés ngolah sabenerna, ukuran jumlah bubuk dahar langsung mangaruhan kualitas jeung kinerja processing cladding laser bagian mékanis. Leutik teuing jumlah bubuk dahar bisa kalayan gampang ngakibatkeun pori sarta inclusions dina lapisan cladding bagian mékanis, bari badag teuing jumlah bubuk dahar bakal nyieun hésé pikeun bubuk pikeun pinuh ngalembereh, kukituna ngurangan kualitas processing cladding laser mékanis. bagian. Ku alatan éta, bubuk dahar Jumlah Sp dina ngolah cladding laser bagian mékanis teu bisa leuwih handap tina nilai wates minimum Sp-min, atawa bisa jadi leuwih luhur ti nilai wates maksimum Sp-max, nyaeta: (19).
④ Konstrain sangu ngolah Beungeut bagian mékanis saatos ngolah cladding laser nyaéta wavy sareng kasar, sareng henteu tiasa dianggo langsung. Ku alatan éta, salila prosés cladding laser, hiji tunjangan processing tangtu h kudu ditangtayungan pikeun bagian mékanis pikeun mempermudah processing saterusna. Sangu machining of cladding laser bagian mékanis kudu minuhan sarat processing sabenerna. Dina raraga nyegah sangu machining of cladding laser bagian mékanis ti keur leutik teuing jeung teu bisa diolah salajengna, sangu machining of cladding teu kudu leuwih handap tina ukuran machining minimum hmin bagian. Dina waktu nu sarua, dina raraga ngahemat waragad sarta ngurangan léngkah processing saterusna, sangu machining of laser cladding bagian mékanis teu kudu ngaleuwihan maksimum ukuran machining hmax na, nyaeta: (20).
Modél optimasi multi-tujuan of laser cladding bagian mékanis dina opat konstrain di luhur diwangun saperti kieu: (21).

2.3 Solusi modél Optimasi

Modél optimasi multi-obyektif tina cladding laser bagian mékanis diwangun dina ulikan ieu dioptimalkeun kalayan bantuan algoritma NSGA-Ⅱ. Prosés solusi (tingali Gambar 3) nyaéta kieu: ① Initialize populasi. Acak ngahasilkeun grup individu pakait jeung grup kombinasi parameter prosés kakuatan laser, speed scanning sarta jumlah bubuk dahar. ② Evaluasi kabugaran. Dumasar kana modél konsumsi énérgi khusus sareng ékspérimén anu aya hubunganana, itung konsumsi énérgi khusus sareng waktos ngolah saluyu sareng individu anu dihasilkeun sacara acak, sareng pasihan nilai anu diitung tina dua kana dua fungsi tujuan individu masing-masing. ③ Asihan non-didominasi. Sadayana individu henteu didominasi sareng diurutkeun kana sababaraha payuneun anu béda. Hareup 1 ngandung solusi optimal, hareup 2 ngandung solusi suboptimal, jeung saterusna. ④ Itungan crowding. Itung jarak crowding individu dina unggal hareup. ⑤ Pilih generasi saterusna. Anggo operator seleksi pikeun nangtukeun individu generasi saterusna. ⑥ Mutasi kawin silang. Ngalakukeun mutasi kawin silang dina individu generasi saterusna pikeun ngahasilkeun individu anyar. Dina léngkah ieu, nilai parameter prosés dirobih sacara probabilistik sareng solusi calon dibangkitkeun. ⑦ Apdet populasi. Populasi nu anyar dihasilkeun dihijikeun jeung populasi asli pikeun ngabentuk populasi anyar. ⑧ Iterasi. Malikan deui léngkah ②~⑦ nepi ka jumlah maksimum iterations kahontal.

3 Analisis kasus

3.1 Kaayaan ékspérimén
Alat-alat perlakuan permukaan laser semikonduktor BS-ODE6000 (tingali Gambar (4)) dianggo pikeun ngalaksanakeun pamrosésan cladding laser dina bagian témbok ipis anu annular, sareng kakuatan real-time tina alat cladding laser dikumpulkeun kalayan bantosan alat ngawaskeun kakuatan. . Bahan sampel nyaéta baja tuang ZG32MnMo, kalayan diaméter luar 165 mm, jangkungna 3 mm sareng rubak 20 mm pikeun diolah. bubuk cladding dipaké mangrupa alloy basis beusi, sarta cai cooling nyaeta cai deionized atawa cai murni. Numutkeun kana kaayaan pamrosésan sareng kinerja alat anu saleresna, parameter tetep tina alat pangolahan cladding laser pikeun bagian mékanis ditangtukeun sapertos anu dipidangkeun dina Tabel 1.

3.2 Patali uji akuisisi parameter

3.2.1 kakuatan Sistim laser
The laser parabot cladding laser dipaké dina tés mangrupa laser semikonduktor. Kalayan bantuan alat ngawaskeun kakuatan, kakuatan input laser anu béda sareng kakuatan laser anu saluyu diukur. Hasilna dipidangkeun dina Tabél 2.
Data dina Tabel 2 dipasang, sareng hubungan fungsional antara kakuatan input laser sareng kakuatan laser tiasa didapet: (22).

3.2.2 kakuatan alat mesin husus
Alat mesin husus pikeun parabot cladding laser ngawengku mékanisme puteran sarta mékanisme tarjamah tilu diménsi. Mékanisme puteran didorong ku motor servo, sareng kakuatanana ditangtukeun ku torsi sareng laju spindle. Laju spindle alat mesin dina percobaan ieu nyaéta laju scanning laser, anu ngagaduhan variasi leutik, ku kituna kakuatan kerja motor servo henteu seueur robih. Daya kerja motor servo diukur sababaraha kali nganggo alat deteksi kakuatan sareng nilai rata-rata diitung, sareng mékanisme rotasi kakuatan kerja Pr nyaéta 157 W. Mékanisme tarjamahan tilu diménsi didorong ku motor stepper, sareng kakuatan kerjana utamina. ditangtukeun ku speed gerakan spindle. Dina percobaan ieu, vtm speed gerakan horizontal tina alat mesin husus nyaéta 10 mm / s, sarta mékanisme tarjamahan tilu diménsi kakuatan gawé Pt diukur ku alat ngawaskeun kakuatan janten 80 W.

3.2.3 Cladding jangkungna lapisan jeung interlayer eureun beam
Dina kakuatan laser béda, speed scanning jeung kaayaan bubuk dahar, sampel ieu subjected ka single-lapisan single-pass laser cladding test processing. Saatos éta, sampel dipotong sapanjang arah normal tina lapisan cladding pikeun ngukur jangkungna lapisan cladding Hlc. angka 5 nembongkeun poto cross-sectional tina cut sampel. Hasil pangukuran jangkungna lapisan cladding sampel dina kaayaan parameter béda ditémbongkeun dina Table 3.
Metodeu kuadrat pangsaeutikna ieu dipaké pikeun nyocogkeun ka parameter prosés cladding laser dina Table 3 jeung data jangkungna lapisan cladding tunggal sampel pakait, jeung rumus itungan pikeun sampel jangkungna lapisan cladding dicandak saperti kieu: (23).
Hasil panalungtikan awal grup ieu panalungtikan némbongkeun yén salaku jumlah sampel lapisan cladding n nambahan, jumlah waktu nu tangtu perlu antosan sanggeus unggal lapisan cladding réngsé pikeun mastikeun yén wewengkon cladding cools handap, kukituna Ngahindarkeun panurunan dina karasa lapisan cladding. Diantarana, waktos ngantosan nalika sinar laser samentawis eureun nyaéta waktos interlayer stop beam. Digabungkeun sareng bahan anu dianggo dina percobaan ieu sareng sarat pamrosésan anu saleresna, waktos beam stop interlayer optimal ditangtukeun janten: (24).

3.3 Énergi efisiensi modél verifikasi
Nilai tés efisiensi énergi pamrosésan anu dicandak ku tés cladding laser multi-lapisan sareng multi-pass dina conto témbok ipis annular sareng nilai téoritis anu saluyu anu dicandak ku ngagunakeun modél efisiensi énergi ngolah cladding laser anu ditetepkeun dina tulisan ieu dipidangkeun dina Méja 4. Sapertos tiasa ditingali tina Tabel 4, nilai téoritis efisiensi énergi ngolah cladding laser tina sababaraha kelompok sampel dasarna konsisten sareng nilai ékspérimén anu saluyu, sareng kasalahan rata-rata nyaéta leutik, ngeunaan 3%. Hasil ieu ngabuktikeun katepatan modél efisiensi énergi anu ditetepkeun dina makalah ieu.

3.4 Solusi parameter optimal sareng verifikasi
Algoritma NSGA-Ⅱ dianggo pikeun ngabéréskeun modél optimasi multi-tujuan pikeun ngolah cladding laser bagian mékanis. Koefisien wates Pareto disetel ka 0.3, ukuran populasina 100, sarta jumlah iterasi 200. Set solusi wates Pareto ngandung 27 titik ditémbongkeun dina Gambar 6.
Kombinasi parameter prosés optimal dina tujuan optimasi béda jeung hasil optimasi pakait dibéréndélkeun di Table 5. Analisis data didaptarkeun di Table 5 nunjukeun yen lamun konsumsi énergi husus minimum tujuan optimasi utama, kakuatan laser leutik tur speed scanning laun. ngurangan konsumsi énérgi ngolah, sarta jumlah bubuk dahar badag ngabalukarkeun kanaékan volume cladding laser ngabentuk, nu ngurangan konsumsi énergi husus tina cladding laser, tapi speed scanning slow ogé ngabalukarkeun laser nu. waktos processing cladding bakal diperpanjang. Nalika waktos pamrosésan anu paling pondok mangrupikeun tujuan optimasi utama, kakuatan laser anu langkung ageung sareng kacepetan scanning anu langkung gancang ningkatkeun konsumsi énérgi ngolah sareng ngirangan waktos pamrosésan, tapi parobihan leutik dina volume ngabentuk cladding laser nyababkeun pamakean énérgi khusus cladding laser ningkat. rélatif. Nalika konsumsi énergi spésifik rendah sareng waktos pamrosésan pondok, pamakean énérgi spésifik ningkat ku 7.8% nalika ngan ukur konsumsi énergi spésifik minimum anu dianggap, sareng dikirangan ku 11% nalika ngan ukur waktos anu paling pondok. Waktu ngolah diréduksi ku 25% sareng ningkat ku 12% masing-masing. Ku alatan éta, parameter prosés jeung konsumsi énergi husus panghandapna jeung waktu shortest salaku tujuan bisa nyaimbangkeun dua tujuan, bari mastikeun efisiensi processing bari maximizing efisiensi énergi processing cladding laser.

Pikeun pariksa katepatan hasil optimasi, kombinasi parameter prosés optimal anu dipidangkeun dina Tabel 5 sareng nilai empiris pamrosésan cladding laser dipilih salaku parameter tés, sareng uji perbandingan cladding laser dilaksanakeun dina conto nganggo lebar processing 20 mm sarta jangkungna 3 mm salaku udagan. Hasil babandingan dipidangkeun dina Tabel 6. Ieu tiasa ditingali tina Tabel 6 yén konsumsi énergi khusus sareng waktos ngolah cladding laser nganggo parameter anu dioptimalkeun diréduksi masing-masing ku 5.1% sareng 9.5% dibandingkeun sareng nilai anu saluyu sareng empiris. nilai salaku parameter. Dumasar kana analisa di luhur, modél optimasi multi-tujuan pikeun ngolah cladding laser bagian mékanis anu didirikeun dina makalah ieu gaduh akurasi sareng efektivitas anu luhur. Dina waktu nu sarua, guna mastikeun yén kualitas lapisan cladding moal kapangaruhan nalika parameter dioptimalkeun dipaké pikeun ngolah cladding laser, kualitas lapisan cladding sampel dina dua grup tina parameter test diuji sarta dibandingkeun. Teu karasa dicokot salaku salah sahiji indikator utama kualitas lapisan cladding réaksi, sarta ukuranana langsung ngagambarkeun kakuatan lalawanan maké beungeut sampel. Tes karasa lapisan cladding sampel dilaksanakeun, sarta parobahan karasa pakait jeung jero béda tina lapisan cladding sampel (ie, jarak ti titik uji karasa ka luhur lapisan cladding) dicandak sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 7. Ditémbongkeun saperti dina Gambar 7, nilai karasa lapisan cladding tina sampel ngagunakeun kombinasi parameter prosés dioptimalkeun fluctuates rada dina 2.4%, nu nunjukeun yen pamakéan model optimasi. diwangun dina makalah ieu moal ngurangan kualitas lapisan cladding bari ngaronjatkeun efisiensi énergi jeung ngolah efisiensi processing laser cladding.

4 Kacindekan

1) Paké konsumsi énergi husus pikeun characterize efisiensi énergi tina cladding laser ngolah bagian mékanis. Dumasar kana karakteristik konsumsi énérgi ngolah laser cladding bagian mékanis, model efisiensi énergi processing cladding diwangun. Parameter anu relevan dicandak sareng modél efisiensi énergi diverifikasi ku ngagunakeun tés cladding laser sampel. Hasilna nunjukkeun yén rata-rata kasalahan nyaéta 3%, anu ngabuktikeun yén modél efisiensi énergi anu diwangun akurat sareng dipercaya.

2) Dumasar kana modél efisiensi énergi, modél optimasi multi-tujuan pikeun ngolah cladding laser bagian mékanis diwangun sareng hasil solusi dibandingkeun sareng dianalisis, sareng kombinasi parameter prosés optimal anu sakaligus tiasa nyumponan efisiensi énergi anu paling luhur sareng paling pondok. waktos processing dicandak: Plc = 3062W, vs = 11.2mm / s, Sp = 49.8g / mnt.

3) Dibandingkeun jeung parameter empiris processing cladding laser, pamakéan kombinasi parameter prosés dioptimalkeun bisa ngurangan konsumsi énergi husus tina sampel prosés cladding laser ku 5.1% jeung waktu processing ku 9.5%, bari mastikeun kualitas cladding nu. lapisan.