激光熔化沉积Inconel718合金温度场及形貌的数值模拟

摘要

开展了光内同轴送粉的激光熔化沉积技术研究,建立光?粉?基板三者间相互作用的热源模型,并使用此模型对不同工艺条件下激光熔化沉积Inconel718合金单道进行数值模拟.模拟采用生死单元技术,通过改变单元材料属性及重启求解器来实现金属粉末到实体的转变.模拟结果表明:当扫描速度不变时,随着激光功率从500 W到1000 W,熔池逐渐变大,熔池最高温度从2494 K升高到3456 K,沉积单道的宽度和高度变大.当激光功率不变时,随着扫描速度从5 mm/s增加到15 mm/s,熔池最高温度从2494 K下降到2047 K,沉积单道的宽度和高度变小.模拟结果与实验结果基本相同,该模型具有较好的可靠性和重要的应用价值.