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摘要
目的 针对多光束激光选区熔化加工拼接重叠区域的质量控制难题，研究拼接重叠区域的缺陷形成机理与控制手段。方法 通过建立激光选区熔化介观尺度高保真数值模型，基于流体体积法和射线追踪热源，还原粉末熔化凝固的加工过程，研究不同加工参数下拼接重叠区域熔池动力学和激光反射吸收行为，并对比分析拼接重叠区域和非拼接重叠区域激光-材料能量耦合机制。结果 在拼接重叠区域大小不同的情况下，重叠区域长度分别为160、200、240μm时，其拼接重叠区域熔道宽度宽于非拼接重叠区域，拼接重叠区域与非拼接重叠区域存在高度差，且重叠区域的全局激光吸收率要高于非重叠区域，其中重叠区域皆有孔隙缺陷，重叠区域240μm长度方案下的全局平均吸收率达到最高（0.417 56）。在拼接重叠区域长度为240μm、扫描速度为0.9 m/s和1.2 m/s时，由于获得的能量低于扫描速度为0.6 m/s时的能量，其重叠区域不存在孔隙缺陷。结论 拼接重叠区域的表面形貌和孔隙缺陷与熔池动力学和激光反射吸收行为密切相关，合适的加工参数可以改善拼接重叠区域的成形质量。
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