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很多零件不但具有薄壁结构,而且薄壁结构带有倾斜特征,燃烧室壳体就是其中的典型零件,使用传统方法加工费时费料、容易变形。激光熔覆成形技术(Laser Cladding Forming, LCF)在薄壁件加工方面显现出独有的优势,能够直接成形出满足使用性能要求的金属零件。但3轴开环条件下LCF工艺加工倾斜结构件一直是有待解决的难题,目前,大多文献研究单一倾角零件,而对类似燃烧室壳体的圆弧截面倾斜薄壁结构件的熔覆成形尚没有很好的方法可以借鉴。针对这种倾斜薄壁结构特征,采用变Z轴提升量法及变激光输入能量法成功熔覆圆弧截面倾斜薄壁件,零件具有较高形状精度和成形质量,本论文的主要工作及结果如下：(1)分析了类似燃烧室壳体的圆弧截面倾斜薄壁结构零件激光熔覆成形的工艺难点,并详细论述了采用变Z轴提升量法成形圆弧截面倾斜薄壁件,及变激光输入能量法减小热累积效应、倾斜角度变化对熔覆过程的影响,从而提高圆弧截面倾斜薄壁件成形质量,为后续倾斜薄壁件熔覆成形试验提供理论依据。(2)针对单层偏移量对单层堆积高度的影响,研究单层偏移量与Z轴提升量的对应关系。建立等截面竖直薄壁单层熔覆高度数学模型,获得熔覆竖直薄壁件理论最佳Z轴提升量0.139mm,并通过竖直薄壁件试验验证。采用不同单层偏移量,熔覆成形单一倾角向内与向外倾斜薄壁件,试验得到偏移量与提升量关系曲线,表明Z轴提升量随偏移量的增大逐渐减小,减小速率先增大后减小,且当偏移量在0.06mm到0.08mm区间段Z轴提升量减小最快。通过倾斜极限试验得到单层极限偏移量,倾斜极限角度均接近40°；达到倾斜极限时,继续增大偏移量或减小提升量均会加重熔覆件的塌陷。(3)通过Matlab仿真圆弧截面倾斜薄壁件熔覆成形截面轨迹路径,选取仿真得到的最优化逐层偏移量与提升量参数组合,采用变Z轴提升量法与变激光输入能量法熔覆成形圆弧截面倾斜薄壁件。圆弧截面向内与向外倾斜薄壁件均成功熔覆,且零件具有较高形状精度和成形质量。整圆单层扫描路径圆弧截面向内倾斜薄壁件共沉积136层,成形高度16mm,偏移距离6.5mm,顶部倾斜角度达39.5°,尺寸误差均小于0.78mm;改进冷却措施及每层起点变换方式,整圆单层扫描路径圆弧截面向外倾斜薄壁件共沉积124层,成形高度15.5mm,偏移距离4.9mm。试验结果验证了变Z轴提升量法及变激光输入能量法熔覆成形类似燃烧室壳体的圆弧截面倾斜薄壁件的可行性,为复杂倾斜薄壁结构件的激光熔覆成形提供借鉴。