激光熔丝增材过程传热流动行为数值模拟

作者：胡仁志; 母中彦; 黄安国; 庞盛永^*

来源：精密成形工程, 2021, 13(02): 74-80.

• 激光熔丝增材制造
• 丝材过渡
• 数值模拟
• 熔池

目的研究激光熔丝增材制造过程的熔池流动特性,探究工艺参数对熔池流动与传热行为的影响。方法建立了考虑运动丝材持续送进过程的激光熔丝增材熔池传热和流动行为数学模型。针对316L不锈钢的激光熔丝增材制造,开展了成形过程中丝材送进、熔化和凝固行为的实验和数值模拟研究。结果模拟结果显示在成形过程中,准稳态阶段激光辐照中心的最高温度约为2500K。金属液主要由丝材端部向熔池尾部流去,并在熔池尾部凝固形成堆积体。同时,熔池表面最大速度可达0.8 m/s,并具有速度振荡特征。结论基于激光熔丝增材制造过程数学模型的模拟结果与实验吻合良好,结果表明,减小送丝速度会增大熔池表面高温区面积,并导致熔池的速度振荡程度增加。

• 单位
  材料成形与模具技术国家重点实验室; 华中科技大学