激光熔覆原位合成WC單道成形控制方法

肖石洪，練國(guó)富，黃 旭，馮美艷

（福建工程學(xué)院 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，福建 福州 350118）

激光熔覆[1-3]作為一種表面改性技術(shù)，利用高能激光束將涂覆材料熔化并在基體材料上形成較小的熔池[4-5]，具有較低的稀釋率和良好的結(jié)合性等特點(diǎn)[6]，可提高材料表面抗磨損、耐腐蝕等性能[7]。在大尺寸、高價(jià)值零部件再制造過(guò)程中單道成形質(zhì)量是多道搭接的關(guān)鍵，因此對(duì)單道熔覆成形的精確控制及預(yù)測(cè)具有重要意義。

目前，諸多學(xué)者對(duì)單道熔覆成形質(zhì)量進(jìn)行了研究。在添加單一粉末方面，Li等[8]通過(guò)在傾斜的17CrNiMo6鋼基體上熔覆Ni60粉末，研究工藝參數(shù)和基體傾斜角度對(duì)熔覆層形貌的影響規(guī)律，建立了工藝參數(shù)和幾何形貌的理論模型。Zhao等[9]在45鋼基體上熔覆YCF104粉末，通過(guò)全因素試驗(yàn)研究工藝參數(shù)對(duì)熔寬、熔深和熔覆層面積的影響關(guān)系，分析了各個(gè)因素對(duì)目標(biāo)的相互作用。Bourahima等[10]在銅鎳鋁基體上熔覆Ni基粉末，為獲得具有較小的稀釋率、良好的結(jié)合性能且無(wú)氣孔、裂紋的熔覆層，采用方差分析法研究工藝參數(shù)對(duì)涂層幾何形貌的影響，并綜合熔覆層的幾何形貌和結(jié)合性能進(jìn)行優(yōu)化。Shayanfar等[11]在ASTM A592鋼基體上熔覆Inconel 625粉末，通過(guò)回歸建立涂層幾何形貌（寬度、高度、深度等）與工藝參數(shù)（功率、掃描速度等）之間的關(guān)系，采用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法優(yōu)化和預(yù)測(cè)涂層幾何形貌，獲得最佳涂層形貌。

在添加復(fù)合粉末方面，Saeedi等[12]在AISI 420基體上熔覆NiCr-TiC粉末，研究工藝參數(shù)對(duì)熔覆層高度、寬度、稀釋率的影響規(guī)律，以較低的稀釋率和較優(yōu)的形貌為目標(biāo)，獲得最優(yōu)的工藝參數(shù)。Riquelme等[13]在ZE41鎂基體上熔覆SiC-Si粉末，研究工藝參數(shù)對(duì)熔覆層幾何形貌的影響規(guī)律，確定了兩道搭接之間最佳的距離和最優(yōu)形貌下的工藝參數(shù)。Khorram等[14]在Inconel 718合金基體上熔覆Cr3C2-80Ni20Cr粉末，采用響應(yīng)面法研究工藝參數(shù)和熔覆層幾何形貌（寬度、高度、潤(rùn)濕角）、稀釋率、硬度之間的關(guān)系，結(jié)果表明硬度與稀釋率成相反的關(guān)系，以熔高、稀釋率最小和以熔寬、硬度最大為目標(biāo)確定了最優(yōu)工藝參數(shù)。

由上可知，添加單一粉末和復(fù)合粉末方面，已有較多的學(xué)者研究分析了工藝參數(shù)對(duì)涂層幾何形貌的影響關(guān)系，以及確定最優(yōu)工藝參數(shù)，但是原位合成且建立工藝參數(shù)和復(fù)合涂層幾何形貌的數(shù)學(xué)模型的研究較少，以及對(duì)復(fù)合涂層的幾何形貌進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制的研究有待深入。原位合成技術(shù)即在制備的粉末材料中加入能夠進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)原位生成增強(qiáng)相，具有合成的硬質(zhì)相分布較為均勻、熱力學(xué)穩(wěn)定、金屬界面潔凈等優(yōu)點(diǎn)[15-16]。單道熔覆是多道搭接的前提，較寬的熔覆層有利于多道熔覆的搭接，較低的熔覆層有利于熔覆層的多道成形，較大的熔覆層面積意味著粉末的利用率較大。因此本文選擇W-C-Ni粉末，采用響應(yīng)面法，以熔寬、熔高、熔覆層橫截面積為目標(biāo)，針對(duì)W-C-Ni通過(guò)原位合成法制備的復(fù)合涂層，研究工藝參數(shù)對(duì)熔覆層高度、寬度、面積的影響規(guī)律，為工藝參數(shù)和復(fù)合涂層幾何形貌的預(yù)測(cè)和控制提供重要依據(jù)。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)材料

基材選擇45鋼，其規(guī)格為40 mm×20 mm×10 mm。熔覆粉末為W粉、C粉和Ni基合金粉末，粉末粒徑范圍為48～106μm，其化學(xué)成分如表1所示。

表1 W、C和Ni粉的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）Table 1 Chemical composition of W，C and Ni60A powder（mass fraction，%）

1.2 試驗(yàn)設(shè)備及條件

圖1為激光熔覆系統(tǒng)，在TFLW-4000WDR-01-3385激光水冷卻機(jī)和PLC控制系統(tǒng)共同工作下，采用M-710iC/50DE工業(yè)機(jī)器人控制FDH0273激光熔覆頭的移動(dòng)，通過(guò)IPG的YLS-3000激光器和SX14-012PULSE激光脈沖波形控制系統(tǒng)傳輸激光、使用GZDPSF-2載氣式送粉系統(tǒng)進(jìn)行同軸送粉，熔覆過(guò)程中光斑直徑固定值φ3 mm，保護(hù)氣體為氬氣。

圖1 激光熔覆系統(tǒng)Fig.1 Laser cladding system

1.3 試驗(yàn)過(guò)程及性能檢測(cè)

考慮到C對(duì)激光的吸收率較高，而吸收能量的增加會(huì)導(dǎo)致一定的碳損[17]，根據(jù)W和C的相對(duì)原子質(zhì)量，配置W和C的比例為摩爾比1:1.05，W、C的總質(zhì)量與Ni的質(zhì)量比由30%依次增加到70%，共計(jì)5組，配好后將粉末置于球磨混粉機(jī)中混合，之后置于真空烘干機(jī)中烘干備用。熔覆試驗(yàn)前將基體表面打磨出金屬光澤，使用丙酮將45鋼基材表面的油污擦洗干凈后干燥。

隨后進(jìn)行熔覆試驗(yàn)，熔覆后樣塊如圖2所示，熔覆后處理的工作包括：將熔覆好的樣塊進(jìn)行線切割、鑲嵌、打磨、拋光后在4%的硝酸酒精溶液中浸蝕120 s，使用酒精淋浴并用吹風(fēng)機(jī)吹干，使用KH-1300三維顯微系統(tǒng)測(cè)量熔覆層的形貌尺寸。

圖2 熔覆樣塊Fig.2 The Clad specimens

1.4 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)方法采用響應(yīng)面法，該方法可以有效地建立工藝參數(shù)和目標(biāo)值的數(shù)學(xué)關(guān)系并進(jìn)行預(yù)測(cè)[18-19]。熔覆參數(shù)變量表如表2所示，采用方差分析法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行顯著性分析，通過(guò)構(gòu)建工藝參數(shù)與響應(yīng)值的二階回歸模型，進(jìn)而分析工藝參數(shù)與響應(yīng)值之間的關(guān)系。

表2 激光熔覆工藝參數(shù)變量表Table 2 Variables of laser cladding processing parameters

熔覆層橫截面示意圖如圖3所示，二階回歸模型[20]見(jiàn)公式（1）。

圖3 熔覆層截面示意圖Fig.3 Schematic cross-section of clad layer

式中：β0為截距系數(shù)，βj、βij、βjj分別為模型的一次項(xiàng)、交互項(xiàng)及二次項(xiàng)回歸系數(shù)，xi、xj分別為輸入變量，k為參數(shù)變量，ε為殘差。

響應(yīng)值為熔覆層寬度（Width）、高度（Height）和橫截面積（Area），中心復(fù)合設(shè)計(jì)試驗(yàn)與結(jié)果如表3所示。

表3 中心復(fù)合設(shè)計(jì)試驗(yàn)與結(jié)果Table 3 Central composition design and results

2 結(jié)果與分析

2.1 方差分析

本文針對(duì)W-C-Ni通過(guò)原位合成法制備的復(fù)合涂層，獲得工藝參數(shù)對(duì)熔覆層高度、寬度、橫截面積的成形控制方法，熔寬、熔高、橫截面積的方差分析如表4～表6所示。

表6 熔覆橫截面積方差分析表Table 6 Variance of analysis on cross-sectional area

由寬度方差分析表4可知，所選寬度模型的p值小于0.01%，且Lack of fit的P值大于0.05，說(shuō)明模型的擬合精度較高，準(zhǔn)確性可達(dá)99.99%，輸入的因素對(duì)熔覆層的寬度具有一定的影響，證明選擇的模型合理。Adeq precision遠(yuǎn)大于4說(shuō)明模型的精度和可識(shí)別性高，表4中硬度的有效信號(hào)與噪聲的比值為26.665，滿足此要求。所選模型的多元系數(shù)R2為0.9354，該值越接近1說(shuō)明相關(guān)性越好。Adj R2和Pred R2值分別為0.9149、0.8505，兩者之間的差值小于0.2，可知該模型具有足夠高的精度預(yù)測(cè)誤差工藝參數(shù)，熔寬的模型如公式（2）所示。

表4 熔寬方差分析表Table 4 Variance of analysis on clad width

同理如表5、6可知，熔高、熔覆層橫截面積所選的模型精度高，具有足夠高的精度預(yù)測(cè)熔高、熔覆層橫截面積的誤差，可對(duì)熔高、橫截面積進(jìn)行精確的預(yù)測(cè)。工藝參數(shù)與熔覆層高度和橫截面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿绻剑?）、公式（4）所示。

表5 熔高方差分析表Table 5 Variance of analysis on clad height

2.2 殘差正態(tài)分析

圖4（a）為熔覆層寬度殘差正態(tài)概率分布圖，試驗(yàn)數(shù)據(jù)殘差沿直線呈S形分布，滿足正態(tài)分布的假設(shè)，圖4（d）為熔覆層寬度預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的關(guān)系圖，可知試驗(yàn)組的數(shù)值沿直線分布在兩側(cè)，表明預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的誤差較小，具有較高的預(yù)測(cè)精度，能有效揭示工藝參數(shù)對(duì)熔寬的影響關(guān)系。同理，由圖4（b，c，e，f）可知熔高和橫截面積符合上述依據(jù)。

圖4 熔覆層寬度、高度、橫截面積的殘差正態(tài)概率分布圖（a～c）和預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的關(guān)系圖（d～f）Fig.4 Residual plots（a-c）and relationship between the predicted and actual values（d-f）of clad width，height and cross-sectional area

2.3 模型分析

2.3.1 熔寬分析

圖5是激光功率PL和粉末配比Rp二者交互對(duì)熔寬3D響應(yīng)曲面圖及等高線圖，從圖5中看出，激光功率較小和粉末配比較大時(shí)，熔覆層的寬度較小，這是由于激光功率較小時(shí)，熔池獲得的能量較低，同時(shí)WC粉末配比較大，粉末中W和C的含量較高，W和C的熔化需較多的能量，由于較小的激光功率導(dǎo)致輸入的能量較低，此時(shí)使得熔覆層的寬度較小。隨著激光功率的增大和粉末配比的減小，熔覆層的寬度增大。隨著激光功率的增大，作用于熔池的能量增加，隨著WC粉末配比的減小，熔池中W和C粉末的比例減少，由于W和C熔化及合成需要較多的能量，在粉末量一定的情況下，W和C減少，熔池所需的能量較少，激光功率的增大提供了充足的能量，熔池的流動(dòng)性增強(qiáng)，熔池的表面張力因較強(qiáng)的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，其向兩側(cè)延伸，直至熔池變寬變淺從而達(dá)到新的平衡狀態(tài)，因此隨著激光功率的提升和粉末配比的降低，熔覆層寬度提升。

圖5 激光功率P L和粉末配比R p二者交互對(duì)熔寬3D響應(yīng)曲面圖（a）及熔寬的等高線圖（b）Fig.5 3D response surface（a）and contour line（b）of interaction between laser power P L and powder ratio R p on melted width

圖6為掃描速度vs和粉末配比Rp二者交互對(duì)熔寬3D響應(yīng)曲面圖及等高線圖，從圖6中看出，掃描速度較大和粉末配比較大時(shí)，熔覆層的寬度較小，掃描速度較大，單位時(shí)間輻照區(qū)域內(nèi)接收的能量和粉末材料較少，但輸送粉末中W和C的含量較多，需要消耗更多的能量熔化進(jìn)而合成WC，導(dǎo)致熔池中的能量不足，此時(shí)使得熔覆層的寬度較小。隨著掃描速度的減小和粉末配比的減小，熔覆層的寬度增大。隨著掃描速度的減小，在單位時(shí)間內(nèi)激光光斑輻照區(qū)域接收的能量和粉末材料同時(shí)增加，粉末配比減小，當(dāng)輸送粉末量一定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入熔池中的W和C較少，所需的能量減少，增加的能量使得熔池流動(dòng)性增強(qiáng)，并且送入的粉末在較多的能量下充分熔化，粉末得到充分的利用，因此在較低的掃描速度和粉末配比的共同作用下，熔覆層寬度增大。

圖6 粉末配比R p和掃描速度v s二者交互對(duì)熔寬3D響應(yīng)曲面圖（a）及等高線圖（b）Fig.6 3D response surface（a）and contour line（b）of interaction betweenpowder ratio R p and scanning speed v s on melted width

圖7為所選各因素對(duì)熔寬的影響關(guān)系圖，由圖7可知，熔覆層寬度與激光功率呈正相關(guān)線性關(guān)系，與氣流量和粉末配比呈負(fù)相關(guān)線性關(guān)系，熔覆層寬度與掃描速度呈負(fù)相關(guān)二次關(guān)系。

圖7 各因素對(duì)熔寬的影響規(guī)律Fig.7 Effects of different parameters on melted width

2.3.2 熔高分析

圖8為激光功率PL和掃描速度vs二者交互對(duì)熔高3D響應(yīng)曲面圖及等高線圖，從圖8中看出，激光功率較小和掃描速度較大時(shí)，熔覆層的高度較小，激光功率較小，作用于粉末的有效能量較少，掃描速度較大，單位時(shí)間輻照區(qū)域內(nèi)接收的能量和粉末材料較少，較小的激光功率和較大的掃描速度無(wú)法使全部熔覆材料完全達(dá)到熔融的狀態(tài)，熔池的流動(dòng)性減弱，熔覆材料部分熔化，導(dǎo)致熔覆層的高度較小。隨著激光功率的增大和掃描速度的減小，熔覆層的高度增大，由于激光功率增大，單位面積的能量密度隨之提高，掃描速度的減小熔池在單位時(shí)間內(nèi)獲得更多的能量和粉末，使得激光熔化的粉末增多，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，熔化粉末的數(shù)量提高，使得熔覆層成形的金屬粉末增多，熔覆層高度增加。

圖8 激光功率P L和掃描速度v s二者交互對(duì)熔高3D響應(yīng)曲面圖（a）及等高線圖（b）Fig.8 3D response surface（a）and contour line（b）of interaction between laser power P L and scanning speed v s on melted height

圖9為所選各因素對(duì)熔高的影響關(guān)系圖，由圖9可知，熔覆層高度與激光功率呈正相關(guān)線性關(guān)系，氣流量對(duì)熔覆層高度的影響不顯著，熔覆層高度與掃描速度和粉末配比呈負(fù)相關(guān)二次關(guān)系。

圖9 各因素對(duì)熔高的影響規(guī)律Fig.9 Effects of different parameters on melted height

2.3.3 熔覆層橫截面積分析

圖10為激光功率PL和掃描速度vs二者交互對(duì)熔覆面積3D響應(yīng)曲面圖及等高線圖，從圖10中看出，隨著激光功率的增大和掃描速度的減小，熔覆層的橫截面積增大，這是由于激光功率增大，單位時(shí)間內(nèi)激光束輻射的能量增加，掃描速度減小時(shí)，激光光束輻射時(shí)間長(zhǎng)，單位面積內(nèi)的能量增高，增加的能量有助于更多粉末的充分熔化，使得熔覆層的橫截面積增大。激光功率較大和掃描速度較小時(shí)，熔覆層的橫截面積較大，激光功率較大時(shí)激光束輻射的能量較多，較小的掃描速度提供了較多粉末并使得能量進(jìn)一步增加，在激光密度充足的情況下，參與熔覆層成形的粉末數(shù)量較多，粉末利用率較大，熔覆層的橫截面積較大。

圖10 激光功率P L和掃描速度v s二者交互對(duì)橫截面積3D響應(yīng)曲面圖（a）及等高線圖（b）Fig.10 3D response surface（a）and contour line（b）of interaction between laser power P L and scanning speed v s on cross-section area

圖11為粉末配比Rp和掃描速度vs二者交互對(duì)熔覆面積3D響應(yīng)曲面圖及等高線圖，從圖11中看出，掃描速度較大和粉末配比較大時(shí)，熔覆層的橫截面積較小，掃描速度較大時(shí)，單位面積熔池的能量較小，獲得粉末量也較小，粉末配比大，粉末中W和C的含量占比較大，W和C熔化所需的能量較多，能量不足導(dǎo)致熔池中熔化粉末較少，熔覆層的橫截面積較小。隨著掃描速度的減小和粉末配比的增大，熔覆層的橫截面積增大，這是由于掃描速度減小時(shí)作用于熔池的能量增大，進(jìn)入熔池的粉末增加，而粉末中較少的W和C消耗的能量減少，能量的增加，更多粉末熔化，熔覆層的橫截面積增加。

圖11 粉末配比R p和掃描速度v s二者交互對(duì)橫截面積3D響應(yīng)曲面圖（a）及等高線圖（b）Fig.11 3D response surface（a）and contour line（b）of interaction between powder ratio R p and scanning speed v s on cross-section area

圖12為所選各因素對(duì)熔覆層橫截面積的影響關(guān)系圖，由圖12可知，熔覆層橫截面積與激光功率呈正相關(guān)線性關(guān)系，氣流量對(duì)熔覆層高度的影響不顯著，熔覆層橫截面積與掃描速度、粉末配比都呈負(fù)相關(guān)二次關(guān)系。

圖12 各因素對(duì)橫截面積的影響規(guī)律Fig.12 Effects of different parameters on cross-section area

3 工藝參數(shù)驗(yàn)證及模型優(yōu)化

由于各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)目標(biāo)值的重要程度不同，以及各評(píng)價(jià)指標(biāo)所反映出評(píng)價(jià)對(duì)象的信息量不同，因此需要根據(jù)各個(gè)目標(biāo)的特性對(duì)其賦予權(quán)重系數(shù)，熵權(quán)法一種根據(jù)目標(biāo)值的信息量的大小進(jìn)行賦權(quán)的客觀賦權(quán)法，能夠很好地避免了人為主觀因素的干擾，權(quán)重系數(shù)公式可按照如下公式計(jì)算：

采用公式（5）將目標(biāo)值數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理：

式中：Yij為標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)，Xij為第i次試驗(yàn)下第j個(gè)目標(biāo)值（i=1、2、3、……n，n為試驗(yàn)次數(shù)30，j=1、2、3）。

計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)的P值：

計(jì)算n項(xiàng)指標(biāo)信息熵值E：

如果Pij=0，則定義

通過(guò)信息熵值計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，其中k為目標(biāo)值的個(gè)數(shù)，此處k=3。

將目標(biāo)值轉(zhuǎn)化為信噪比值可用于評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果的質(zhì)量特性，并評(píng)估每個(gè)工藝參數(shù)對(duì)質(zhì)量特性的影響[21]，利用去噪后的結(jié)果代替響應(yīng)目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可獲得更加精確的試驗(yàn)結(jié)果和優(yōu)化工藝參數(shù)組合[22]。根據(jù)其質(zhì)量特性，有3種信噪比可以用，分別是越大越好特性，即望大如公式（9）、越小越好，即望小如公式（10）、越接近目標(biāo)越好即，望目[23]如公式（11），其公式如下：

將熔寬、熔覆層橫截面積根據(jù)望大公式（9），熔高根據(jù)望小公式（10）將目標(biāo)值轉(zhuǎn)化為信噪比值，根據(jù)信噪比的越大越好的特性，采用公式（5）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，依次計(jì)算P值、信息熵值，獲得權(quán)重系數(shù)，如表7所示。

表7 熔寬、熔高、橫截面積信息熵值和權(quán)重系數(shù)Table 7 Information entropy value and weighting coefficient of melted width，melted height and cross-sectional area

為了檢驗(yàn)激光熔覆原位合成寬度、高度、熔覆層橫截面積所建立模型的準(zhǔn)確性和合理性。根據(jù)多道搭接的需要，以熔覆層的寬度和面積越大越好、熔覆層高度越小越好為目標(biāo)，表8給出了目標(biāo)下的工藝參數(shù)優(yōu)化。

表8 優(yōu)化條件及目標(biāo)Table 8 Conditions and goals of optimization

表9為優(yōu)化結(jié)果及驗(yàn)證結(jié)果，從表9中可知，期望值最大的一組為：激光功率1899.98 W、掃描速度6.24 mm·s-1、氣流量12.75 L·min-1、粉末配比30%，根據(jù)設(shè)備可輸入的工藝參數(shù)，選擇激光功率1900 W、掃描速度6 mm/s、氣流量12.75 L·min-1、粉末配比30%進(jìn)行試驗(yàn)。所得熔覆層形貌如圖13所示，由表9中數(shù)據(jù)計(jì)算可知，熔覆層寬度、高度、橫截面積的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值誤差率分別為9.439%、5.153%、4.835%，平均誤差率在6.5%范圍內(nèi)，由此可知，所建立的模型預(yù)測(cè)精度較高，對(duì)原位合成熔覆層寬度、高度、橫截面積的預(yù)測(cè)及控制具有重要的意義。

表9 預(yù)測(cè)優(yōu)化結(jié)果與試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果比較Table 9 Result comparison between predicted optimization and experimental validation

圖13 驗(yàn)證組截面形貌圖Fig.13 Morphology of the cross-section in the verification group

4 結(jié)論

本文基于響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)建立了工藝參數(shù)（激光功率、掃描速度、氣流量、粉末配比）與熔覆層寬度、高度、橫截面積的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)優(yōu)化參數(shù)下的試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了模型的可靠性，為工藝參數(shù)優(yōu)化和WC原位合成熔覆層成形質(zhì)量的預(yù)測(cè)和控制提供參考依據(jù)，主要結(jié)論如下：

1）使用中心復(fù)合設(shè)計(jì)方法可有效的建立參數(shù)與響應(yīng)之間的數(shù)學(xué)模型，且模型的擬合精度高，預(yù)測(cè)性強(qiáng)。

2）熔覆層的寬度與激光功率、掃描速度、氣流量、粉末配比均相關(guān)，熔覆層寬度隨著激光功率的增大而增大，隨著掃描速度、氣流量和粉末配比的增大而減小。

3）熔覆層的高度主要與激光功率、掃描速度、粉末配比相關(guān)，熔覆層的高度隨著激光功率的增大而增大、隨著掃描速度和粉末配比的增大而減小。

4）熔覆層的橫截面積主要與激光功率、掃描速度、粉末配比相關(guān)，熔覆層的橫截面積隨著激光功率的增大而增大，隨著掃描速度和粉末配比的增大而減小。

5）以熔覆層寬度、橫截面積最大，高度最小為目標(biāo)，進(jìn)行多目標(biāo)綜合優(yōu)化，得到最優(yōu)工藝參數(shù)，通過(guò)預(yù)測(cè)值與實(shí)際值對(duì)比，得到熔覆層寬度、高度和橫截面積誤差率分別為9.439%、5.153%、4.835%，證明所建模型對(duì)指導(dǎo)WC激光熔覆原位合成成形預(yù)測(cè)與控制具有研究意義。