随动同步电感辅助直接激光沉积温度分布规律研究

将电磁场引入直接激光沉积中，可对沉积过程进行有效调控，进而提高成形件的性能。研究提出随动同步电感辅助直接激光沉积技术，建立了随动同步电感辅助直接激光沉积过程有限元分析模型，并证实模型的准确性。预测电感电流为0 A、9 A、12 A、15 A、18 A、21 A时，随动同步电感对于沉积过程热作用区、冷却速率、温度梯度以及固-液界面处生长速率的影响。计算结果表明，预热15 s后的温升速率趋近于0 K/s,且所能达到的最大温度与热作用区尺寸可分别近似为电流的一次与二次函数。由于电感的缓冷作用，熔池凝固后表面中心点处的温度随着电流的增大而增大，冷却速率与温度梯度则随着电流的增大而减小，其中当电流为21 A时，最大冷却速率减小了8%。随着电流的增大，熔池固-液界面处的最大温度梯度减小、平均生长速率增大，与电流分别成三次函数与一阶指数函数关系。