激光熔覆AA6063鋁合金溫度場(chǎng)數(shù)值模擬.pdf

1、激光熔覆是激光材料表面改性的一種重要形式,具有廣闊的應(yīng)用前景。在激光熔覆之前進(jìn)行數(shù)值模擬有助于選取合適的熔覆工藝參數(shù)。本文利用ANS'YS軟件建立三維有限元模型計(jì)算了AA6063鋁合金表面激光熔覆溫度場(chǎng)分布,并分析了工藝參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)分布的影響。
　　 首先是建立溫度場(chǎng)的幾何模型?？紤]到基材和涂層的熱物性不同,采用了分層建模的方式,即將模型分為兩層。接著利用有限單元法劃分網(wǎng)格:先對(duì)工件整體進(jìn)行粗網(wǎng)格剖分,再用細(xì)網(wǎng)格對(duì)激光掃描區(qū)域進(jìn)

2、行進(jìn)一步的精細(xì)剖分。然后,設(shè)定初始和邊界條件,在ANSYS平臺(tái)上采用APDL語言編程進(jìn)行求解計(jì)算和結(jié)果后處理。最后,通過在AA6063鋁合金表面激光熔覆Al3Ti涂層對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要結(jié)論如下:
　　 (1)由于熔覆過程中激光對(duì)工件的預(yù)熱作用,沿著X軸方向最高溫度值隨著時(shí)間的增加而增大,且呈螺旋式升高;沿著Y軸方向,溫度逐漸降低;沿著Z軸方向,溫度逐漸增加,到達(dá)表面時(shí)溫度達(dá)最大值。
　　 (2)當(dāng)激光功率