基于轮廓法测量钛合金激光熔覆中的残余应力

摘要

由于激光熔覆过程中有温度变化快、局部温度梯度大和伴随固液相快速转化等特性,在熔池和热影响区会产生很大的残余应力和变形,不利于金属增材制造和局部修复的精确可控。本文对Ti-6Al-4V(TC4)合金开展激光熔覆实验,采用轮廓法测量了激光熔覆所产生的残余应力;通过三维热力耦合有限元模型计算了温度场和残余应力场,仿真计算结果与轮廓法测量的残余应力趋势一致。结果表明,残余应力在熔覆位置有最大拉伸应力,随着远离焊缝急剧变成压缩应力并逐渐减小。上述工作有利于研究熔覆过程中的温度分布规律及残余应力的生成机制,可为熔覆过程的工艺控制提供参考。