选区激光熔化316L温度场研究

发布时间：2020-05-07 17:25

【摘要】：激光增材制造作为一种非常具有发展前景的技术,受到极大关注并正在快速发展。增材制造过程中的控形控性研究是一个重要的研究难题,在控形控性研究中温度场是一个非常重要的研究内容。本文以选区激光熔化316L不锈钢温度场为研究对象,利用DFLUX子程序编辑编译移动双椭球热源,结合USDFLD子程序实现材料属性转变,并采用model change功能实现粉末层叠加,同时考虑了材料的热物性参数以及相变潜热的影响,分析选区激光熔化过程中温度场的变化规律。本文采用实验研究和数值模拟相结合的方法,建立了选区激光熔化温度场的数值模型,主要研究内容及结论如下:(1)进行了选区激光熔化316L实验,获得了相应的试件,并进行SEM观察,获取了特定工艺条件下的熔池结构;与ABAQUS模拟结果进行对比,验证了模拟的正确性,确定了热源参数分别为a=b=90μm,c=20μm,η=0.35。(2)对特定工艺条件下的选区激光熔化温度场进行了分析,随着扫描轨道增加,轨道中点的峰值温度、熔池存在时间、升温速率和熔池结构不断增加,降温速率逐渐减小;当扫描第2层时,其扫描轨道中点温度、熔池存在时间、升温速率、熔池结构均高于第1层,而降温速率低于第1层。(3)研究了不同工艺条件对选区激光熔化温度场的影响规律,包括激光功率、扫描速度、扫描间距以及铺粉厚度,研究发现激光功率和扫描速度的影响作用较大,扫描间距和铺粉厚度影响相对很小。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG665

【参考文献】

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本文编号：2653295