基于数值模拟的激光增材再制造薄壁件的工艺优化

作     者：王晓伟 张晓彬 赵彦华 Wang Xiaowei;Zhang Xiaobin;Zhao Yanhua

作者机构：山东建筑大学机电工程学院山东济南250101 

基　　金：国家自然科学基金(51975339,516052662) 中国博士后科学基金资助项目(2019T120602,2017M610439) 山东省高校青年创新科技支持计划(2019KJB003) 

出 版 物：《应用激光》 (Applied Laser)

年 卷 期：2023年第43卷第6期

页      码：1-12页

摘      要：为探究工艺参数、扫描方式、坡口形状对激光增材再制造薄壁件的影响规律,基于ANSYS有限元分析软件,对激光增材再制造316L不锈钢薄壁件的温度场、应力场进行数值模拟分析。结果表明:激光功率、扫描速度过大或过小均会引起残余应力某一分量增大;选用垂直交叉扫描方式可以减小残余应力大小,但可能会引起修复区与基体结合区应力过大,导致裂纹的产生;通过比较两种坡口形状的应力分布,无棱边的坡口形状可以减小结合区的应力集中,并有效减小基板的变形量。最后设计试验,验证不同坡口形状对激光增材再制造试样质量的影响。试验结果表明,弧形相较梯形坡口形状,基材与修复区之间形成了良好的冶金结合,微观组织结构更均匀且硬度也有相应的提升,验证了仿真的正确性。

主 题 词：激光增材再制造 残余应力 坡口形状 数值模拟 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0803[工学-仪器类] 

D　O　I：10.14128/j.cnki.al.20234306.001

馆 藏 号：203122607...