镍基高温合金激光熔覆数值模拟及回归正交试验优化

摘要：

研究了高温镍基合金增材制造过程工艺参数与熔覆形貌、质量之间的关系.首先,利用ANSYS分析软件,采用APDL编程和生死单元技术在45#钢表面建立Inconel718激光熔覆模型,通过比较数值模拟和试验结果得到的熔池尺寸,从而验证模型的准确性,以减少后续的试验成本.然后,以熔覆层质量(成形系数)为指标,利用回归正交试验设计建立一次回归方程,研究工艺参数对熔覆层质量的影响次序,依次为激光功率、送粉速率、扫描速度.由方差分析可知,多因素交互作用对熔覆层质量影响不显著,而激光功率和送粉速率对熔覆质量影响最显著.因此,设计单因素试验分析其对熔覆层硬度、稀释率以及熔覆形貌的影响规律.通过方差分析预测最优方案为激光功率1200W、扫描速度23mm/s、送粉速率20 g/min,其与试验得到的结果一致,并对最优参数进行多道搭接试验验证,发现其组织致密细小,熔覆层与基体有良好的冶金结合性,该研究对后续的实践生产工作有一定的指导作用.

关键词：激光技术、激光熔覆、数值模拟、回归正交试验设计、方差分析、参数优化

所属期刊栏目：60

分类号：TG174.4(金属学与热处理)

资助基金：陕西省技术创新引导项目;陕西理工大学研究生创新基金项目

在线出版日期：2023-05-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：180-189