同轴送粉激光增材中扫描速度和基板预热对残余应力的影响

基于顺序热力耦合方法，以铸态K4169合金为基板，进行高温合金GH4169的单道单层激光增材制造的数值仿真，深入分析了激光扫描速度和基板预热对残余应力的影响。结果表明，降低扫描速度可明显降低沉积层与基板结合处在降温过程中的横向平均温度梯度，而对纵向平均温度梯度几乎没有影响，因此可得降低扫描速度对横向残余应力有比较明显的影响，但对纵向残余应力影响很小。提高基板预热温度可明显降低沉积层与基板结合处在降温过程中的横向和纵向平均温度梯度。考虑到工艺参数的改变本质上是通过温度场变化对残余应力产生影响，构建了峰值温度、平均温度梯度与横、纵向残余应力之间的函数关系。分析显示，横向残余应力对峰值温度的影响更为敏感，而纵向残余应力对平均温度梯度的影响更为敏感。