45#钢光纤激光毛化数值模拟及实验研究

为了在模具上加工出特定的毛化形貌和尺寸,采用计算流体力学软件Fluent探究形貌成型机理,建立了激光毛化过程3维瞬态模型。考虑热传导、热对流、材料热物性参量等影响因素,采用焓法处理固液相变移动边界,通过用户自定义函数加载激光热源,计算得出熔池温度场与流场。基于数值模拟,采用单因素轮换法进行了毛化工艺试验,研究了激光功率密度、脉宽两因素对毛化形貌、几何参量的影响。结果表明,激光功率密度在2.04×104W/mm2~3.57×104W/mm2,脉宽在100μs~1000μs之间;以氮气作为辅助气体,可获得球冠状、凹顶球冠状、M状3种形貌。该结果对模具毛化种类具有指导意义。     

激光复合织构薄壁弯管模具成型试验

目的研究激光复合织构薄壁弯管模具的成型性能。方法分析模具与管件的摩擦对弯管成型的影响规律。利用激光毛化和微造型技术对弯管模具的夹块、压块、防皱板进行表面复合织构,完成了绕弯成型对比试验,采用直接测量法对成型件的外壁减薄率和截面畸变程度进行检测,结果弯管模具经过复合织构后,成型件外壁减薄率降低了0.5%~4.5%,截面畸变程度减轻了0.8%~2%,对于表面质量较好的不锈钢管,激光复合织构弯管模具能够使成型件表面保持较低的表面粗糙度和良好的光泽度。结论将激光复合织构技术应用于弯管模具,能够显著提高成型管件的质量。     

激光无序毛化的实现与工艺研究

运用计算机设计了随机坐标分布的数学模型,在轧辊表面建立坐标系,导入高精度加工平台用激光对坐标点进行加工,从而实现毛化点的无序分布。探究了激光功率、激光脉宽以及毛化点间距对轧辊表面粗糙度与峰值数的影响。结果表明:激光功率或脉宽增大,粗糙度增大,峰值数增大到一定程度后下降;毛化点间距的增大会降低粗糙度与峰值数。