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摘要
为减少熔覆层加工余量,提高熔覆层质量,仿真研究影响熔覆层残余应力的因素和其影响规律的有限元。利用Ansys软件分别建立了具有30%,40%,50%,60%,70%搭接率的1 mm厚度的多道熔覆模型,探索搭接率对残余应力的影响规律。利用激光熔凝温升模型和粉末吸收率模型建立激光熔覆温升模型,通过与仿真温度比较来验证模型的准确性,并进行了相应的实验来观察熔覆层的物理性能。激光熔覆温升模型温度与有限元仿真模型温度较吻合。有限元仿真结果表明:30%搭接率下最小残余应力为160 MPa, 50%搭接率下最小残余应力为95 MPa, 70%搭接率下最小残余应力为108 MPa;最小残余应力出现在距离熔覆层顶部0.2 mm的位置,最大残余应力出现的位置逐渐向基体方向移动;随着搭接率的增加,熔覆层显微硬度逐渐增大,熔覆层的摩擦系数先增加后减小。随着搭接率的增加,熔覆层平均温度逐渐增加,等效残余应力平均值和最小值逐渐减小,实验结果表明具有50%搭接率的熔覆层与基体结合良好,抗磨效果显著,最适合后续加工。
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