316L粉材选区激光熔化熔池演变数值模拟分析

作者：陈建刚; 王聪; 彭彦龙; 赵薇; 李建刚

来源：应用激光, 2023, 43(11): 42-54.

DOI：10.14128/j.cnki.al.20234311.042

• 316L粉材
• 工艺参数
• 熔池形貌
• 表面质量

针对316L不锈钢粉材选区激光熔化熔池流动、凝固及传热过程，采用CAE软件建立单道单层熔覆层熔池多物理场模型，研究了熔池的形貌和演变过程，分析不同工艺参数对熔池形貌、温度场和流场的影响规律。研究发现，熔池观测点处的温度峰值、熔池最大流速、熔宽、熔深及粉材吸收激光能量，在扫描速度为600 mm/s时，随激光功率增加均增加；在激光功率为110 W时，随着扫描速度增加均减小。在熔池演变过程中(P=180 W,v=800 mm/s),当t=0.05 ms时，熔池形状呈近似圆形；当t=0.30 ms时，熔池形状由圆形转变为椭圆形，熔池温度保持稳定，之后，熔池中心部分形状始终呈近似椭圆状；当t=0.65 ms时，熔池的深度逐渐增加，而凝固速度小于加热速度，因此熔池尾部变长；当t=1.0 ms时，熔池温度逐渐下降，温度低于固相线温度1 658 K时，形成熔道。当扫描速度为600 mm/s,激光功率为110 W时，熔道相对连续光滑，质量较好。

• 单位
  西安交通大学; 陕西理工大学