中国激光, 2018, 45 (8): 0802001, 网络出版: 2018-08-11 复制并引用该论文  本文已被引 2 次  被引通知

图 & 表

图 1. 定向洛伦兹力辅助激光熔覆的示意图

Fig. 1. Schematic of laser cladding assisted by directional Lorentz force

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图 2. 粉末形貌。(a)粉末微观结构;(b)内部空心结构

Fig. 2. Powder morphology. (a) Powder microstructure; (b) internal hollow structure

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图 3. 气泡受力分析示意图

Fig. 3. Schematic of bubble force analysis

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图 4. 计算域网格的示意图

Fig. 4. Schematic of computation grids

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图 5. 不同条件下熔池内部洛伦兹力的分布图。(a)磁场强度0.6 T,电流密度5×106 A/m2,洛伦兹力向下;(b)磁场强度0.6 T,电流密度为5×106 A/m2,洛伦兹力向上

Fig. 5. Lorentz force distributions in molten pool under different conditions. (a) Magnetic field strength of 0.6 T, current density of 5×106 A·m-2, upward Lorentz force; (b) magnetic field strength of 0.6 T, current density of 5×106 A·m-2, downward Lorentz force

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图 6. 不同条件下熔覆熔池流场的分布图。(a)磁场强度0 T;(b)磁场强度0.6 T,电流密度为5×106 A/m2,洛伦兹力向上;(c)磁场强度0.6 T,电流密度为5×106 A/m2,洛伦兹力向下

Fig. 6. Flow field distributions in molten pool under different conditions. (a) Magnetic field strength of 0 T; (b) magnetic field strength of 0.6 T, current density of 5×106 A·m-2, Lorentz force is upward; (c) magnetic field strength of 0.6 T, current density of 5×106 A·m-2, Lorentz force is downward

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图 7. 不同直径气泡在不同位置条件下的轨迹图。(a)前部位置;(b)中部位置;(c)后部位置;(d)气泡停留位置的统计图

Fig. 7. Trajectory map of bubbles with different diameters at different positions. (a) Front position; (b) middle position; (c) rear position; (d) statistical diagram of bubble park position

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图 8. 气泡在不同位置及不同洛伦兹力作用下的轨迹。(a) A点位置;(b) B点位置;(c) C点位置;(d) A点气泡Y方向的速度图

Fig. 8. Trajectory map of bubbles at different positions and under different Lorentz forces. (a) Point A position; (b) point B position; (c) point C position; (d) speed map along Y direction of bubble at point A

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图 9. 不同洛伦兹力及不同位置条件下气泡最终停留的位置。(a) A点位置;(b) B点位置;(c) C点位置

Fig. 9. Final park positions of bubble at different positions and under different Lorentz forces. (a) Point A position; (b) point B position; (c) point C position

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图 10. 不同条件下熔覆层气孔的分布。(a) B=0 T;(b) B=0.3 T,洛伦兹力方向向上;(c) B=0.6 T,洛伦兹力方向向上;(d) B=0.3 T,洛伦兹力方向向下;(e) B=0.6 T,洛伦兹力方向向下

Fig. 10. Distributions of pores in cladding layers under different conditions. (a) B=0 T; (b) B=0.3 T, upward Lorentz force; (c) B=0.6 T, upward Lorentz force; (d) B=0.3 T, downward Lorentz force; (e) B=0.6 T, downward Lorentz force

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表 1Inconel 718粉末的化学成分(质量分数,%)

Table1. Chemical compositions of Inconel 718 powder (mass fraction, %)

Element Fe Cr Ti Al Mo Nb C Ni Inconel 718 powder 18.4 19.7 1.04 0.64 3.0 5.17 0.33 Bal.

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表 2仿真计算所用金属物性参数与激光工艺参数[19]

Table2. Physical parameters of metals and laser process parameters for simulation calculation[19]

Property Content Melting temperature /K 1600 Mass density /( kg·m-3) 7676 Conductivity of liquid /( J·m·s·K) 29.3 Specific heat of solid /( J·kg-1·K-1) 625 Specific heat of liquid /( J·kg-1·K-1) 725 Viscosity of liquid /( kg·ms-1) 0.006 Temperature coefficient of surface tension /( N·m-1·K-1) -0.11 Conductivity of solid /( W·m-1·K-1) 0.5603+0.0294T-7.0×10-6T2 Laser scanning speed /( mm·s-1) 4.25 Laser power density /( W·m-2) 1.27×108

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胡勇, 王梁, 李珏辉, 张群莉, 姚建华, Volodymyr Kovalenko. 定向洛伦兹力对激光熔覆熔池排气的影响[J]. 中国激光, 2018, 45(8): 0802001. Hu Yong, Wang Liang, Li Juehui, Zhang Qunli, Yao Jianhua, Volodymyr Kovalenko. Effect of Directional Lorentz Force on Molten Pool Exhaust in Laser Cladding[J]. Chinese Journal of Lasers, 2018, 45(8): 0802001.