曲面激光增材制造钛/铝异质材料起始及稳态沉积过程热行为研究 |
| |
引用本文: | 俞皓捷,戴冬华,石新宇,历彦泽,石珂羽,顾冬冬.曲面激光增材制造钛/铝异质材料起始及稳态沉积过程热行为研究[J].中国激光,2023(8):175-187. |
| |
作者姓名: | 俞皓捷 戴冬华 石新宇 历彦泽 石珂羽 顾冬冬 |
| |
作者单位: | 1. 南京航空航天大学材料科学与技术学院;2. 南京航空航天大学江苏省高性能金属构件激光增材制造工程实验室 |
| |
基金项目: | 国家自然科学基金(52005258);;装备预先研究领域基金(JZX7Y20210263400301); |
| |
摘 要: | 针对曲面激光增材制造钛/铝异质材料温度场和熔池形貌的调控难题,采用有限元模拟方法,对激光定向能量沉积(LDED)钛/铝异质材料起始及稳态沉积过程进行数值模拟,通过控制变量研究了激光功率、扫描速度对熔池形貌、宽深比及温度场的影响规律,并进行了实验验证。研究结果表明:LDED成形钛/铝异质材料的熔池热行为、形貌等随激光参数发生显著变化,当扫描速度为0.32 rad/s时,随着激光功率从1400 W增至2300 W,熔池最高温度从1525.5℃升至3289.8℃,熔池的体积从1.16 mm3增至7.73 mm3,熔池宽深比与激光体能量密度呈负相关。当激光功率为2000 W,扫描速度为0.32 rad/s时,Al-Ti异质材料层的熔池宽深比最大,为1.84,起始堆积Ti层的宽深比次之,为1.42,稳定堆积Ti层的宽深比最小,为1.22。实验得到的熔池宽度为0.61 mm,熔池形貌与有限元模拟熔池形貌吻合良好。
|
关 键 词: | 激光技术 激光定向能量沉积 温度场模拟 Ti/Al金属复合 热行为 熔池形貌 |
|