激光沉积成形修复薄壁叶片模拟件的三维形变分析

压缩机叶片激光再制造对设备延寿意义重大,但过程所产生的微小、离散、非线性形变影响叶轮整体运行性能,且该类形变难以精确测量,影响工艺优化及成形性能评价,文中针对该问题展开研究,以体积损伤薄壁叶片模拟件为对象开展激光再制造,以三维反求的表面点云数据为依据,对再制造前后整体型面、热影响区以及垂直截面形变变化规律开展分析. 结果表明,模拟件整体形变变化较小,形状尺寸变化在0.2～0.5 mm之间,热影响区是形变最集中区域;热影响区形变呈均匀分布特征,尺寸变化在0.44～0.50 mm之间;垂直截面形状尺寸变化在-0.2～0.2 mm之间,呈微小形变弯曲特征.     

连续/脉冲激光再制造温度场有限元分析与试验验证

以减少成形过程热输入,控制热影响区分布及成形层应力分布状态为目标,通过"生死单元"的有限元分析方法动态模拟激光再制造成形过程,对比分析连续/脉冲模式激光再制造温度场,采用非接触式红外测温仪验证分析结论,并就连续和脉冲工艺进行再制造成形对比试验验证。分析和试验结果表明:脉冲模式优化工艺参数为激光功率1.2 k W,光斑直径3 mm,扫描速度5 mm/s,单道成形层宽度3.2 mm,脉冲激光脉宽10 ms,占空比1:1;相同成形工艺和散热条件下,连续输出模式下多层成形层熔池温度最大值约为1400℃,较脉冲模式约高出170℃,且具有更大的热输入及热影响区范围,相关工艺及方法为叶轮叶片激光再制造提供分析和借鉴。