AISI316激光熔覆成形过程数值模拟研究
激光熔覆成形温度场对成形件的微观组织和应力场有着十分重要的影响,直接决定了成形件的组织及力学性能,而利用现有设备对激光熔池及周围温度进行实时精确测量与控制十分困难。建立了同轴送粉式激光熔覆过程的数学解析模型和粉末温升模型,定义了温升临界功率。通过熔池形态、内部对流及温度梯度的分析,确定了激光熔覆热源。通过激光熔覆成形过程的数值模拟,揭示了 AISI316金属粉末温升、激光功率以及颗粒半径之间的关系。研究表明,随着激光功率的增大,AISI316金属粉末温升近似成线性关系升高。激光光斑半径越小,金属粉末温升越高；粉末颗粒半径越小,温升临界功率越大。温度热循环曲线呈锯齿状,AISI316金属粉末表现出急热急冷的特性,且越接近熔覆层表面温度峰值越大。在熔池底部, AISI316金属粉末温度梯度大,而最高冷却速率和熔点时的冷却速度很小；随着扫描速度的增加,熔覆层的最高温度和最高温度梯度降低。基材预热可有效降低溶覆层冷却温度,有助于抑制裂纹生成。
激光熔覆、温度场、数值模拟、微观组织、工艺参数
TG174.4(金属学与热处理)
湖北省高等学校省级教学研究项目2009359。
2015-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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