超高速激光熔覆头非稳态追踪粉末流场研究

作者：杨卫红; 张雪^*; 孔敏; 罗惜照

来源：激光与红外, 2021, 51(07): 859-864.

DOI：10.3969/j.issn.1001-5078.2021.07.006

• 超高速激光熔覆
• 非稳态追踪
• CFD仿真
• 流场

超高速激光熔覆技术取代电镀铬,可解决电镀铬工艺重金属铬离子(Cr6+)重金属污染,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实验研究,缺少熔覆过程仿真模型。本文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流场模型。针对超高速激光熔覆工艺进行了实验与分析;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,并通过实验对比验证了模型的可行性。

• 单位
  武昌理工学院; 华中科技大学; 光学与电子信息学院; 文华学院