FL-DLight3-4000激光器激光熔覆过程温度场数值模拟分析

徐洋洋,伞红军,陈久朋,谢飞亚,魏顺祥,王汪林,刘 亮,陈 佳

(1.昆明理工大学 机电工程学院,云南 昆明 650500; 2.中国人民解放军 第78098部队,四川 成都 610200)

激光熔覆技术起源于20世纪70年代，最开始主要用于材料科学中，并在20世纪80年代展现出良好的发展空间[1-2]。继激光淬火之后，激光熔覆技术逐渐成为了在工业中应用最多的表面改性技术[3]。随着国民经济的发展和制造业水平的提高，激光熔覆技术取得了长足的进步。如今，伴随着经济快速发展，高端制造业的需求大幅提高，激光熔覆技术在生产中展现了它的优势。激光熔覆技术采用激光热加热，融化需要被熔覆的基体表面的极薄层部分材料，同时加入其他的合金粉末，使它们迅速融化，最终一起形成新的合金层。激光熔覆技术对基体材料的影响较小，因此，在航空航天、信息、能源、汽车和新材料制备等方面有着良好的应用和发展前景。文献[4]利用ANSYS软件模拟了激光熔覆过程的温度场，提出在模拟之前掌握激光能量分布情况可提高模拟结果的可靠性。文献[5]通过自编有限元法程序对温度场进行了计算，分析了脉冲激光参数对材料温度场的影响，发现激光功率是最直接的影响因素。

综上所述，激光熔覆技术有很大的发展前景，但也存在很多的不足，例如激光熔覆之前激光束能量分布不均匀可能导致模拟结果与实验结果出现误差。激光熔覆技术目前在国内还没有得到大规模应用，主要原因是熔覆层的表面质量不好，较为粗糙，导致后续的工程量增多，增加了企业成本[6-7]；……