热加工工艺

作者：张大成, 李昌, 许彦, 韩兴, 张保贵,

关键词：激光熔覆, 三束同轴, 光粉作用, 粉末汇聚, 粉末温升,

准确揭示激光熔覆中粉末射流行为可有效提升粉末利用率，对获取高质量熔覆层具有重要意义。三束同轴激光熔覆是常见的熔覆方式之一，在实际生产中发挥重要作用。激光熔覆过程粉末射流行为受多种参数影响，有效揭示各参数与粉末射流行为之间的定量关系十分必要。利用k-ε模型与离散相模型相结合，建立激光熔覆中载气与粉末耦合作用的气、固两相流模型，计算得出了粉末载气流场与粉末浓度的分布规律，揭示了粉末射流汇集特性及与基体间的撞击作用轨迹。在此基础上建立了粉末温升模型，计算了激光功率、激光束半径和粉末粒径对粉末温升的影响。结果表明：在两相流模型中，载气速度与粉末浓度均呈120°分布，粉末轨迹到达基体平面后反弹并发散，与实际生产中分布一致。粉末温升速度与激光功率呈正相关，与激光束半径、粉末粒径呈负相关，计算结果表明激光功率、激光束半径和粉末粒径对粉末温升速度具有显著影响。

来源：2022年第20期

《热加工工艺》期刊编辑部

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