基于响应面分析法的激光熔覆仿真实验教学设计与研究

摘要

为解决熔覆层易产生裂纹、气孔、变形等问题，该文以G-X5CrNi134马氏体不锈钢为基体，以Stellite 6钴基合金为激光熔覆粉末，通过Design-Expert 13等软件根据前期实验数据建立回归模型，并采用响应面分析方法对创建的数学模型进行分析，获得最优激光熔覆工艺参数为激光功率2 000 W，送粉速率7.34 g/min，扫描速度350 mm/min。通过激光熔覆实验验证在最优参数下制备的Stellite 6钴基涂层与基体之间结合紧密，无气孔和裂纹等缺陷，且宽高比适中。该实验提出了激光熔覆钴基涂层技术优化策略，融合参数优化建模与虚拟仿真，兼顾多种数据分析工具使用与实验过程理解，具有较强的跨平台扩展性与工程教学适应性，适用于本科生研究型材料设计实验教学，有助于培养学生创新思维和综合实践能力。

关键词

激光熔覆 / 钴基涂层 / 虚拟仿真 / 实验教学 / 响应面分析法