田虎成:激光熔覆过程中熔池尺寸与成形高度变化的研究论文

田虎成:激光熔覆过程中熔池尺寸与成形高度变化的研究论文

本文主要研究内容

作者田虎成(2019)在《激光熔覆过程中熔池尺寸与成形高度变化的研究》一文中研究指出:激光熔覆是采用高能激光束照射并瞬间熔化粉末材料以及局部基体材料,从而使熔覆层与基体材料形成良好冶金结合的一种技术,是目前实现金属零部件3D打印的主要方式之一,其不仅可以用于失效零部件的修复再制造,也可以用于金属零部件的直接成形。为了研究在多层激光熔覆过程中随着熔覆层数的增加熔池尺寸的变化情况,以及获得整个熔覆过程的温度场的变化、温度热历史等信息,本文建立了一个基于能量守恒的三维热传导模型。数值模拟结果表明,在工艺参数不变的情况下,随着熔覆层数的增加,熔池峰值温度先不断增加,但在达到一定层数后不再继续增加,然而熔池的尺寸却随着层数的增加不断增大,这为基于熔池尺寸的激光熔覆控制系统提供了一定的指导。在对熔池内部信息进行研究时,热传导模型忽略了熔池中熔融金属的流体流动,而熔池内的传热主要以流体的对流为主,流体流动对于熔池的温度场分布和熔池形状影响很大,因此本文建立了基于能量、动量、质量守恒的热传递与流体流动模型,模型中考虑Marangoni对流、浮力等对于温度场和速度场的影响,并引入了相对能量质量比(REMR)来度量每单位质量金属粉末所吸收的激光能量。实验与模拟结果表明,随着REMR的增加,熔池底部边界由浅弧形逐渐变成波浪形,最终变成深弧形;同时,稀释率与REMR在一定工艺参数范围内具有线性关系。最后,为了提高熔覆件成形尺寸精度,本文搭建了基于激光位移传感的离焦量控制系统,通过监测熔覆成形过程中成形高度和离焦量的变化,控制离焦量在最优的范围,以提高熔覆件的成形尺寸精度以及粉末利用效率。

Abstract

ji guang rong fu shi cai yong gao neng ji guang shu zhao she bing shun jian rong hua fen mo cai liao yi ji ju bu ji ti cai liao ,cong er shi rong fu ceng yu ji ti cai liao xing cheng liang hao ye jin jie ge de yi chong ji shu ,shi mu qian shi xian jin shu ling bu jian 3Dda yin de zhu yao fang shi zhi yi ,ji bu jin ke yi yong yu shi xiao ling bu jian de xiu fu zai zhi zao ,ye ke yi yong yu jin shu ling bu jian de zhi jie cheng xing 。wei le yan jiu zai duo ceng ji guang rong fu guo cheng zhong sui zhao rong fu ceng shu de zeng jia rong chi che cun de bian hua qing kuang ,yi ji huo de zheng ge rong fu guo cheng de wen du chang de bian hua 、wen du re li shi deng xin xi ,ben wen jian li le yi ge ji yu neng liang shou heng de san wei re chuan dao mo xing 。shu zhi mo ni jie guo biao ming ,zai gong yi can shu bu bian de qing kuang xia ,sui zhao rong fu ceng shu de zeng jia ,rong chi feng zhi wen du xian bu duan zeng jia ,dan zai da dao yi ding ceng shu hou bu zai ji xu zeng jia ,ran er rong chi de che cun que sui zhao ceng shu de zeng jia bu duan zeng da ,zhe wei ji yu rong chi che cun de ji guang rong fu kong zhi ji tong di gong le yi ding de zhi dao 。zai dui rong chi nei bu xin xi jin hang yan jiu shi ,re chuan dao mo xing hu lve le rong chi zhong rong rong jin shu de liu ti liu dong ,er rong chi nei de chuan re zhu yao yi liu ti de dui liu wei zhu ,liu ti liu dong dui yu rong chi de wen du chang fen bu he rong chi xing zhuang ying xiang hen da ,yin ci ben wen jian li le ji yu neng liang 、dong liang 、zhi liang shou heng de re chuan di yu liu ti liu dong mo xing ,mo xing zhong kao lv Marangonidui liu 、fu li deng dui yu wen du chang he su du chang de ying xiang ,bing yin ru le xiang dui neng liang zhi liang bi (REMR)lai du liang mei chan wei zhi liang jin shu fen mo suo xi shou de ji guang neng liang 。shi yan yu mo ni jie guo biao ming ,sui zhao REMRde zeng jia ,rong chi de bu bian jie you jian hu xing zhu jian bian cheng bo lang xing ,zui zhong bian cheng shen hu xing ;tong shi ,xi shi lv yu REMRzai yi ding gong yi can shu fan wei nei ju you xian xing guan ji 。zui hou ,wei le di gao rong fu jian cheng xing che cun jing du ,ben wen da jian le ji yu ji guang wei yi chuan gan de li jiao liang kong zhi ji tong ,tong guo jian ce rong fu cheng xing guo cheng zhong cheng xing gao du he li jiao liang de bian hua ,kong zhi li jiao liang zai zui you de fan wei ,yi di gao rong fu jian de cheng xing che cun jing du yi ji fen mo li yong xiao lv 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自合肥工业大学的田虎成,发表于刊物合肥工业大学2019-10-14论文,是一篇关于激光熔覆论文,数值模拟论文,熔池尺寸论文,熔池形状论文,成形高度论文,合肥工业大学2019-10-14论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自合肥工业大学2019-10-14论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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