TC4表面Ni基激光熔覆层温度场和应力场数值模拟14
采用通快TruDisk4002型同轴送粉光纤激光器,在TC4基材表面制备了35 wt%TC4+65 wt%Ni60单道Ni基激光熔覆层,涂层表截面均无裂纹气孔等缺陷;通过ABAQUS软件建立了涂层的有限元模型,温度场模拟结果中熔池呈现“慧尾”现象,与实际激光热源运行特点一致,熔池最高温度为3200 ℃左右,激光热源前端温度梯度大,热源后端温度梯度小,熔池与涂层形貌特征基本吻合,尺寸误差小于5%;从涂层残余应力场的分布结果来看,熔覆层两侧边缘区域和结合区附近应力集中较为严重,容易萌生裂纹,熔覆层两侧裂纹主要与高斯热源分布特点相关,结合区裂纹主要由熔覆材料热物性能差异导致;实际实验结果显示熔覆层边缘和结合区均出现了明显裂纹缺陷特征,与有限元计算结果相一致。
张天刚, 张倩, 姚波, 李宝轩. TC4表面Ni基激光熔覆层温度场和应力场数值模拟[J]. 激光与光电子学进展, 2021, 58(03): 3.