超高速激光熔覆头粉末流场仿真研究

作者：张新建; 罗惜照; 杨卫红^*

来源：应用激光, 2021, 41(04): 758-764.

DOI：10.14128/j.cnki.al.20214104.758

• 超高速激光熔覆
• 能量衰减
• CFD仿真
• 流场

将超高速激光熔覆技术取代电镀铬,可解决电镀铬工艺因重金属铬离子(Cr6+)污染,而被禁止或限制的工业应用问题。金属工件表面镀硬铬,集耐蚀性防护、装饰于一体,有着巨大的应用前景。我国超高速激光熔覆技术的研发,主要侧重点在于设备集成与工艺试验研究,缺少熔覆过程仿真模型。以超高速激光熔覆环形熔覆头为研究对象,利用FLUENT建立了基于非稳态粒子追踪技术的CFD仿真模型,开发了一种针对环形熔覆头激光熔覆粉末的温度场模型。对超高速激光熔覆工艺进行了试验与分析,建立了该过程的理论模型。通过仿真结果发现,超高速激光熔覆环形熔覆头可以形成半径0.8 mm的粉斑,熔覆头下方15～19 mm空间内粉末浓度最高,并通过试验对比验证了模型的可行性。

• 单位
  光学与电子信息学院; 文华学院; 华中科技大学