热加工工艺

作者：卢裕尔, 孙文磊, 吕旬玉, 周庆松, 王德安, 赵鑫,

关键词：激光金属沉积, 薄壁件, 温度梯度, 残余应力, 变形,

运用ABAQUS软件分别模拟激光热源在单向扫描（unidirectional scanning，US）和往复扫描（reciprocating scanning，RS）策略下316L不锈钢单道多层激光金属沉积（laser metal deposition，LMD）的成形过程。采用多个物理场模拟的方式研究了薄壁件温度场的分布规律和各层最大温度梯度的变化趋势，探究了应力与变形场中残余应力对薄壁件关键区域变形的影响。设计相关实验验证数值模拟的结果，两种扫描策略下实验与模拟的相对误差分别为4.5%和4.0%。结果表明，两种扫描策略下熔池温度均会逐层提升，尤其是RS的热积累效应更加突出。沿层高方向，US各层的最大温度梯度值均大于RS的数值，US在薄壁件起始点一侧更易产生拉伸塑性变形。沿扫描方向，随LMD层数增加，RS与US之间的最大温度梯度差异明显增大，RS在薄壁件顶部更易产生压缩塑性变形，在底部更易产生拉伸塑性变形。单道多层薄壁件的整体形貌进一步说明了LMD数值模拟的准确性。

来源：2026年第9期

《热加工工艺》期刊编辑部

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