铝合金激光熔化沉积应力场及力学性能分析

发布时间：2020-12-26 22:55

　　采用激光熔化沉积工艺对6 mm厚的ZL114A铝板中的通槽进行了修复试验.试验中采用AlSi10Mg粉末作为沉积过程的填充材料.为了选择合适的激光扫描方法,通过数值模拟的方式,探究了不同扫描路径下产生的残余应力情况.模拟结果显示,相比于自一侧向另一侧平行扫描,自下向上逐层扫描方式更有助于减小残余应力,残余应力分布也更均匀.采用自下向上的逐层扫描方式实现了铝板通槽的激光熔化沉积的工艺试验,并探索了缺陷及热输入对试件力学性能的影响.结果表明,通过工艺试验得到的沉积试件,最优性能的试件抗拉强度为268 MPa,达到母材的89%.试件断裂并未沿着沉积区与母材的界面处断裂,而是在沉积区内部层与层界面间的搭接区域断裂. 

【文章来源】：焊接学报. 2020年04期 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

激光扫描方式示意图

针对两种不同的沉积方式，分别建立有限元模型.对于逐层扫描，建立的模型包含全部沉积区，模型中沉积区的尺寸与实际修复件一致.沉积区网格划分较为细小，以提升计算精度.模型的网格划分，如图2所示.熔覆道的熔覆顺序与图1a一致，自下而上分为3层.对于平行扫描，模型的网格划分与逐层扫描一致，只是熔覆道的扫描顺序改变，熔覆道的扫描顺序与图1b一致.2.3 激光扫描路径设计

综合来看，相比于平行扫描方式，逐层扫描方式的残余应力分布更均匀，应力大小也稍微小一些.所以，在接下来的试验中采取逐层扫描的方式进行铝合金熔化沉积.3 沉积态组织与性能分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]130 mm铝合金扫描激光填丝焊接头微区组织和性能[J]. 汪汉萍,杨晓益,陈辉,黄瑞生,李俐群.  焊接学报. 2019(11)
[2]Characteristic of laser-MIG hybrid welding with filling additional cold wire for aluminum alloy[J]. 常云峰,雷振,王旭友,滕彬,杨海锋.  China Welding. 2018(03)
[3]Laser-pulsed MIG hybrid welding technology of A6N01S aluminum alloy[J]. 雷振,李小宇,徐富家,汪认,常云峰.  China Welding. 2017(04)
[4]送粉式激光熔覆中瞬态温度场与几何形貌的三维数值模拟[J]. 刘昊,虞钢,何秀丽,李少霞,郑彩云,宁伟健,葛志福.  中国激光. 2013(12)

硕士论文
[1]同轴送粉激光熔覆熔池数值模拟[D]. 董敢.湖南大学 2013



本文编号：2940595