不同扫描策略下316L/AISI304激光熔覆过程中温度场-应力场的数值模拟

• 作者: 吴俣 马朋召 白文倩 陈静青
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 激光技术 激光熔覆 有限元仿真 316L不锈钢 温度场 应力场
• 年，卷（期）: 2021,（22）
• 所属期刊栏目: 激光制造|Laser Manufacturing
• 页码范围: 12-23
• 页数: 12页
• 分类号: TG174.44|TG111.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202148.2202002

摘要

以316L不锈钢粉末为原料,采用激光熔覆技术以单向扫描和往复扫描两种方式在AISI304不锈钢表面进行多层多道熔覆,研究了熔覆层的组织以及熔覆层中的残余应力,并进行了有限元模拟.基于316L不锈钢粉末的激光熔覆层截面形貌,利用ABAQUS有限元软件建立复合热源模型,分别计算熔覆层的温度场及应力场.对熔覆层中的残余应力σx和σy进行测试,测试结果与模拟计算结果吻合得较好,验证了有限元模型的可靠性.温度场模拟结果表明,往复扫描路径下的热累积大于单向扫描路径下的热累积.结合温度场结果与微观组织分析了单向扫描路径下熔合线处的晶粒尺寸相比往复扫描路径下更均匀的机理.基于温度场结果分析了熔覆层中的应力分布规律以及往复扫描路径下的熔覆层应力大于单向扫描路径下的机理.