H53高温合金选区激光熔化温度场和残余应力的有限元模拟

• 作者: 孙宝德 文舒 疏达 祝国梁 董安平 陆燕玲
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: GH536高温合金 选区激光熔化 残余应力 有限元模拟
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 页码范围: 393-403
• 页数: 11页
• 分类号: TN249
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2017.00284

摘要

计算了GH536高温合金选区激光熔化(SLM)过程中熔池区域的温度场变化和凝固后残余应力分布.计算采用复合Gauss热源研究激光光学穿透深度的影响规律,通过研究材料属性随温度的变化关系实现粉层、熔池及固态金属的转化.实验结果表明,Gauss热源模型能够较好地模拟SLM过程中的温度场分布以及凝固后的残余应力.模拟结果显示,随着激光功率的增大,熔池宽度、深度和长度均相应增大,凝固速率减小;随着扫描速率增大,熔池宽度和深度减小,长度不变,凝固速率增大.计算结果表明,单层选区激光熔化的零件表面存在较大的拉应力,随着深度增大,拉应力迅速减小转为压应力.