金属熔融涂覆成形工艺数值模拟与实验验证

针对金属熔融涂覆增材制造工艺,基于VOF函数和分段线性界面重构方法建立熔融涂覆沉积过程熔体热流场数值计算模型,分析了成形过程中沉积层表面的热力学行为及沉积层形貌的演变行为,利用该模型可获得熔凝区形态及温度场信息。研究了成形质量、沉积层形貌与冶金缺陷间的关系,并对数值计算模型进行了实验验证。结果表明:沉积层形貌计算值与实验值吻合较好,熔融涂覆沉积过程数值计算模型能有效地描述涂覆沉积过程中熔体内的铺展流动和凝固行为。采用热成像系统可实时监测沉积层表面温度信息。沉积层之间重熔结构及内部质量良好,无明显孔隙等缺陷。上述研究为深入理解金属熔融涂覆成形工艺中的复杂物理过程和成形工艺参数的优化提供理论指导。