激光与光电子学进展, 2020, 57 (1): 011403, 网络出版: 2020-01-03   

选区激光熔化激光功率对316L不锈钢熔池形貌及残余应力的影响 下载: 1472次

Effect of Laser Power for Metal Selective Laser Melting on Morphology of 316L Stainless Steel Molten Pool and Residual Stress
作者单位
1 西安文理学院陕西省表面工程与再制造重点实验室, 西安市智能增材制造重点实验室, 陕西 西安 710065
2 中国电子科技集团公司第二十研究所, 陕西 西安 710068
图 & 表

图 1. 316不锈钢粉末颗粒

Fig. 1. 316 stainless steel powder

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图 2. SLM成形试样(在基板上)

Fig. 2. Samples after SLM forming (on the substrate)

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图 3. 测试方法CAD图

Fig. 3. Test methods represented by CAD drawings

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图 4. 残余应力测试平台

Fig. 4. Residual stress test platform

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图 5. 不同工艺参数下SLM成形试样在截面方向上的熔池形貌。(a) P=160 W,v=600 mm/s, 棋盘式扫描(No.1);(b) P=160 W,v=600 mm/s, 条纹扫描(No.2);(c) P=200 W,v=800 mm/s, 条纹扫描(No.3);(d) P=200 W,v=600 mm/s, 条纹扫描(No.4);(e) P=200 W,v=600 mm/s, 棋盘式扫描(No.5);(f) P=240 W,v=800 mm/s, 条纹扫描(No.6)

Fig. 5. Morphologies of molten pool cross section of SLM formed samples for different process parameters. (a)P=160 W, v=600 mm/s, chess scanning (No.1);(b) P=160 W, v=600 mm/s, stripe scanning (No.2); (c) P=200 W, v=800 mm/s, stripe scanning (No.3); (d) P=200 W, v=600 mm/s, stripe scanning (No.4); (e) P=200 W, v=600 mm/s, chess scanning (No.5); (f) P=240 W, v=800 mm/s, stripe scanning (No.6)

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图 6. 不同工艺参数下SLM成形试样中的残余应力比较。(a) No.1与No.5;(b) No.2与No.4;(c) No.3与No.6

Fig. 6. Comparison of residual stresses in SLM formed samples with different process parameters. (a) No. 1 and No. 5; (b) No. 2 and No. 4; (c) No. 3 and No. 6

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图 7. 不同工艺参数下SLM成形试样中平均残余应力的箱线图

Fig. 7. Average residual stress boxplots of SLM formed samples for different process parameters

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表 1SLM试样正交实验表

Table1. Orthogonal experiment table of SLM sample

No.Power P /WScanning speed v /(mm·s-1)Scan trajectorySerial No.
1160600Chess scanning(grid size of 2.5 mm)11,12,13
2160600Striped scanning(deflection degree of 30°)21,22,23
3200800Striped scanning(deflection degree of 30°)31,32,33
4200600Striped scanning(deflection degree of 30°)41,42,43
5200600Chess scanning(grid size of 2.5 mm)51,52,53
6240800Striped scanning(deflection degree of 30°)61,62,63

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表 2SLM试样的熔池直径和残余应力对比

Table2. Comparison of molten pool diameters and residual stresses of SLM formed samples

No.Power /WScanning speed /(mm·s-1)Scan trajectoryMolten pooldiameter /μmAverage residualstress /MPa
1160600Chess scanning100123
2160600Striped scanning150199
3200800Striped scanning150286
4200600Striped scanning190422
5200600Chess scanning180324
6240800Striped scanning200445

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边培莹, 尹恩怀. 选区激光熔化激光功率对316L不锈钢熔池形貌及残余应力的影响[J]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(1): 011403. Peiying Bian, Enhuai Yin. Effect of Laser Power for Metal Selective Laser Melting on Morphology of 316L Stainless Steel Molten Pool and Residual Stress[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2020, 57(1): 011403.

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