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朱明, 严瀚林, 张宗智, 杨骞, 石玗, 樊丁. 同轴送粉激光熔覆的粉末熔化过程建模与仿真[J]. 焊接学报. DOI: 10.12073/j.hjxb.20230109002
引用本文: 朱明, 严瀚林, 张宗智, 杨骞, 石玗, 樊丁. 同轴送粉激光熔覆的粉末熔化过程建模与仿真[J]. 焊接学报. DOI: 10.12073/j.hjxb.20230109002

同轴送粉激光熔覆的粉末熔化过程建模与仿真

  • 摘要: 同轴送粉激光熔覆中,粉末与激光的交互作用会直接影响熔覆成形精度与质量. 通过红外摄像无法直接获得激光内粉末的熔化行为,分析粉末对热量的吸收情况,因此通过高速摄像系统采集了粉末熔化的动态行为并据此建立了粉末熔化过程的动态解析模型, 通过仿真分析激光功率对不同熔化阶段的影响及粉末进入熔池时的温度特征.结果表明:(1)高速摄像采集粉末在激光中的动态熔化行为中存在“固态→固液两相态→液态”3个典型融化特征阶段,粉末熔化动态行为可以使用数学解析模型解析;(2)不同阶段的热物理行为具有粉末与激光热交互作用的动态解析模型; (3)仿真分析激光功率、离焦量、载粉气流量对粉末熔化不同特征阶段持续时间的影响,同时仿真预测粉末颗粒到达基材的温度分布,发现激光功率从100 W增加至1 500 W时,粉末进入熔池的温度呈非线性变化,从750 ℃增加至3 250 ℃.

     

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