Finite Element Simulation for Laser Reaction Cladding Temperature Field of Carbide Ceramics Coating
摘 要
利用ANSYS软件建立预置式粉层激光反应熔覆的数值模拟模型, 考虑了相变潜热、辐射对流散热、表面效应单元等因素的影响; 在不同的工艺参数下, 用该模型对激光反应熔覆碳化物陶瓷涂层温度场进行了计算, 分析了整个激光加工过程中温度场的变化情况。结果表明: 激光功率和扫描速度对基体熔化厚度以及熔覆层宽度的影响都比较显著; 激光功率是造成熔覆层较大温度梯度的主要因素; 有限元模拟得到的最佳工艺参数得到了试验验证。
Abstract
Established numerical simulation model of preset style powder layer for laser reaction cladding based on ANSYS softwear, considering the effect of latent heat of phase change, radiation and convection heat dissipation and surface effect units, etc. The laser reaction cladding temperature field of carbide ceramics coating was calculated by the model under different processing parameters, and the changes of temperature field during the laser process was analyzed. The results show that laser power and scanning rate had more significant effect on the melt thickness of the substrate and the cladding layer width, and the laser power was the main effect factcr to cause fairly high temperature gradient in cladding layer. The optimal process parameters obtained from finite element simulation was validated by test.
中图分类号 TG156.99
所属栏目 物理模拟与数值模拟
基金项目 国家自然科学基金资助项目(50972089); 上海市教委优秀青年教师项目(SHS10079)
收稿日期 2011/5/26
修改稿日期 2012/4/25
网络出版日期
作者单位点击查看
备注李健(1987- ), 男, 山东济宁人, 硕士研究生。
引用该论文: LI Jian,YIN Li,LI Wen-ge,WU Qian-lin. Finite Element Simulation for Laser Reaction Cladding Temperature Field of Carbide Ceramics Coating[J]. Materials for mechancial engineering, 2012, 36(6): 86~89
李健,尹莉,李文戈,吴钱林. 激光反应熔覆碳化物陶瓷涂层温度场的有限元模拟[J]. 机械工程材料, 2012, 36(6): 86~89
共有人对该论文发表了看法,其中:
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
参考文献
【1】舒玲玲, 李文静, 吴钱林, 等.原位合成VC-Cr7C3复相陶瓷增强铁基激光涂层研究[J].热加工工艺, 2011(22): 126-129.
【2】杨宁, 杨帆.激光熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响[J].热处理技术与装备, 2010, 31(4): 17-19.
【3】胡围围, 马继宇, 康进武, 等.激光多层熔覆成形温度场数值模拟和工艺优化[J].金属铸锻焊技术, 2009, 38(7): 136-139.
【4】姚国凤, 陈光南.激光熔凝加工中瞬时温度场及残余应力场数值模拟[J].应用激光, 2002, 22(2): 241-243.
【5】武传松.焊接热过程与熔池形态[M].北京: 机械工业出版社, 2007: 122-123.
【6】马庆芳, 马荣生.实用热物理性质手册[M].北京: 中国农业机械出版社, 1976.
【7】关振中.激光加工工艺手册[M].北京: 中国计量出版社, 2007: 258.
【8】陈魁.试验设计与分析[M].北京: 清华大学出版社, 1996: 13-18.
【9】GUO W, KAR A. Interfacial instability and microstructural growth due to rapid solidification in laser processing [J].Asta Mater, 1998, 46(10): 3485-3490.
【10】应丽霞, 王黎钦, 陈观慈, 等.3D激光熔覆陶瓷-金属复合涂层温度场的有限元仿真与计算[J].金属热处理技术, 2004, 29(7): 24-28.
【2】杨宁, 杨帆.激光熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响[J].热处理技术与装备, 2010, 31(4): 17-19.
【3】胡围围, 马继宇, 康进武, 等.激光多层熔覆成形温度场数值模拟和工艺优化[J].金属铸锻焊技术, 2009, 38(7): 136-139.
【4】姚国凤, 陈光南.激光熔凝加工中瞬时温度场及残余应力场数值模拟[J].应用激光, 2002, 22(2): 241-243.
【5】武传松.焊接热过程与熔池形态[M].北京: 机械工业出版社, 2007: 122-123.
【6】马庆芳, 马荣生.实用热物理性质手册[M].北京: 中国农业机械出版社, 1976.
【7】关振中.激光加工工艺手册[M].北京: 中国计量出版社, 2007: 258.
【8】陈魁.试验设计与分析[M].北京: 清华大学出版社, 1996: 13-18.
【9】GUO W, KAR A. Interfacial instability and microstructural growth due to rapid solidification in laser processing [J].Asta Mater, 1998, 46(10): 3485-3490.
【10】应丽霞, 王黎钦, 陈观慈, 等.3D激光熔覆陶瓷-金属复合涂层温度场的有限元仿真与计算[J].金属热处理技术, 2004, 29(7): 24-28.
相关信息