【摘 要】
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激光熔覆技术能把高性能的合金材料熔覆到价格低廉的金属件上,可以改善制品的性能,且热影响区极小,零部件基本不变形,特别适合于零部件的磨损及模具失效表面的修复。本文研究
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激光熔覆技术能把高性能的合金材料熔覆到价格低廉的金属件上,可以改善制品的性能,且热影响区极小,零部件基本不变形,特别适合于零部件的磨损及模具失效表面的修复。本文研究的主要内容有:1通过对激光熔覆过程中,金属带横截面形成机理的研究,提出了准稳态系统,并对激光工艺参数的相互联系进行讨论。在熔覆层全熔情况下,利用质量与能量的守恒定理,计算出激光功率的最小及最大的临界值。2采用预置法,在热作塑料模具钢P20表面激光熔覆H13粉,利用有限元ANSYS分析软件,选用高斯热源分布的近似热源模型,通过二次开发语言APDL实现移动热源的加载和卸载;建立了激光熔池瞬态温度分布模型;并利用温度场和应力场的间接耦合,最终得到残余应力场。通过实验验证了本文建立的三维激光熔覆温度场的动态模型,及冷却后的残余应力场的模型是有效的。3利用ANSYS模拟不同激光功率时的温度场,得出熔池的最高温度、温度上升的速度及最大冷却速度均与激光功率成正比,但温度梯度大致相同。单纯的靠提高激光功率对于降低冷却速度,减小残余应力,作用不大。4利用ANSYS模拟不同模型,不同激光束起始作用位置,得出,当激光束的扫描起始位置距离工件熔覆边缘大概2mm开始作用,可以有效的解决边角能量集中导致塌陷的问题,同时也能减小由表面张力差造成的高度差。并用实验验证了该方法能在不改变激光参数的情况下,有效的解决边缘塌陷问题。
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