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题名同轴送粉激光熔覆的粉末熔化过程建模与仿真
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作者
朱明
严瀚林
张宗智
杨骞
石玗
樊丁
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机构
兰州理工大学
兰州职业技术学院
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出处
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期47-55,118,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52065041)
甘肃省引导科技创新发展专项(2019ZX-08)
+1 种基金
兰州理工大学红柳优秀青年人才支持计划
兰州市科技发展指导性计划项目(2022-5-20)。
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文摘
同轴送粉激光熔覆中,粉末与激光的交互作用会直接影响熔覆成形的精度与质量,红外摄像无法直接获得激光内粉末的熔化行为,因此通过分析粉末对热量的吸收情况,使用高速摄像系统采集粉末熔化的动态行为,并建立粉末熔化过程的动态解析模型,通过仿真分析激光功率对不同熔化阶段的影响,及粉末进入熔池时的温度特征.结果表明,高速摄像系统采集粉末在激光中的动态熔化行为中存在“固态→固液两相态→液态”3个典型熔化特征阶段,粉末熔化动态行为可以使用数学解析模型解析,而不同阶段的热物理行为具有粉末与激光热交互作用的动态解析模型,分析了激光功率、离焦量、载粉气流量对粉末熔化行为的影响,同时通过仿真分析不同激光功率对各个特征阶段持续时间的影响,预测粉末颗粒到达基材的温度分布,发现激光功率从100 W增加至1 500 W时,粉末进入熔池的温度呈非线性变化,温度从750℃增加至3 250℃.
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关键词
同轴送粉
激光熔覆
热交互行为
建模
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Keywords
coaxial powder feeding
laser cladding
thermal interaction behavior
modeling
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分类号
TG456.7
[金属学及工艺—焊接]
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