电磁搅拌对激光熔池熔体流速及其凝固组织影响研究

发布时间：2018-05-09 22:16

  本文选题：电磁搅拌 + 激光熔凝　； 参考：《红外与激光工程》2017年09期

【摘要】：为了研究电磁搅拌对TA15钛合金激光熔池的影响,构建了一种三相三极旋转式电磁搅拌器作用下微小熔池内部的磁流体力学数学模型。运用该模型计算了不同激励电流情况下磁场中心处的磁感应强度和熔池内熔体周向流速,分析了其对熔池温度分布和组织形成的影响。并采用试验手段对分析计算结果进行了验证。结果表明:电磁力驱使熔体作周向运动,且随着远离磁场中心,洛伦兹力越大,周向流速越大。随着激励电流的增大,磁感应强度增强,熔质周向流速增大。流速加剧能够降低熔池内温度及凝固界面处的温度梯度,有利于等轴晶的增多。试验证明施加磁场后熔池顶部组织出现等轴晶,且随着远离磁场中心,熔池顶部的等轴晶数量逐渐增多,与计算结果的分析趋势相吻合。
[Abstract]:In order to study the effect of electromagnetic stirring on the laser molten pool of TA15 titanium alloy, a mathematical model of magnetohydrodynamics in the micro-pool under the action of three-phase three-pole rotating electromagnetic stirrer was constructed. The magnetic induction intensity at the center of the magnetic field and the circumferential velocity of melt in the molten pool under different excitation currents were calculated by using the model. The influence of the flux on the temperature distribution and microstructure formation of the molten pool was analyzed. The results of analysis and calculation are verified by means of test. The results show that the electromagnetic force drives the melt to move in a circumferential direction, and the greater the Lorentz force is, the greater the circumferential velocity is with the moving away from the center of the magnetic field. With the increase of the excitation current, the magnetic induction intensity increases and the circumferential velocity of the melt increases. The increase of flow rate can decrease the temperature gradient at the solidification interface and decrease the temperature in the molten pool, which is beneficial to the increase of equiaxed crystals. The experimental results show that equiaxed crystals appear at the top of the molten pool after the application of magnetic field, and the number of equiaxed crystals at the top of the molten pool increases with the distance from the center of the magnetic field, which is consistent with the analytical trend of the calculated results.
【作者单位】： 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室;
【基金】：国家科技重大专项(2013ZX04001-041-04) 国家自然科学基金(51305280)
【分类号】：TG292

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本文编号：1867662