快速激光重熔的二维瞬态模型

朱大庆; 左都罗; 李适民

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快速激光重熔的二维瞬态模型

朱大庆 , 左都罗 , 李适民

文章导航 > 激光技术 > 2003 > 27(2): 90-93

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快速激光重熔的二维瞬态模型

1.
华中科技大学激光技术国家重点实验室, 武汉, 430074

作者简介: 朱大庆,男,1966年10月出生.博士.现从事激光加工等方面的研究工作..

中图分类号: TN249

2D transient model for rapid laser remelt

1.
National Laboratory of Laser Technology, HUST, Wuhan, 430074
CLC number: TN249

摘要: 通过采用有限元与多层网格法,求解热传导和对流方程,建立了模拟快速激光重熔的二维瞬态模型,并用该模型模拟了高扫描速度(2m/s)与低扫描速度(0.2m/s)情况下,时变的脉冲激光与连续激光重熔的物理过程。模拟结果显示,激光扫描速度对熔池内的流线分布的较大影响,从而影响到重熔后材料表面的成分分布。低扫描速度不材料表面同一区域可被多个脉冲加热,而高扫描速度下只被一个脉冲加热。熔池表面的形状在重熔过程中呈现中心凹陷,边缘凸起。此外,还通过模拟结果得到了熔池的大小、形状、平均冷却速度和边缘材料冷却速度,这些冷却速度对于分析材料表面的微观结构是有用的。
- 激光重熔 /
- 瞬态模型 /
- 对流 /
- Marangoni流
Abstract: A two-dimensional transient model for high speed laser remelt was presented by solving the heat conduction and convection equations through finite element method and multigrid method.The time dependent physical process of laser remelt under CW laser and pulse laser with high scanning speed (HSP)(2m/s) and lowscanning speed (LSP)(0.2m/s)were simulated.The result shows that the scanning speed has big impact on the streamline and the distribution of the composition.It also shows that the same area on surface may be heated by multi-pulses of laser under LSP while it only be heated by one pulse under HSP.The result indicates that during laser remelt,the surface of the melt pool changes,the middle hollows and the edge reises.In addition,the shape,the size,the average cooling rate of the pool and the cooling rate at the edge of the pool can be obtained through the results.These cooling rates are useful to analyze the microstructure.
- laser remelt /
- transient model /
- convection /
- Marangoni flow

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快速激光重熔的二维瞬态模型

作者简介: 朱大庆,男,1966年10月出生.博士.现从事激光加工等方面的研究工作.

1. 华中科技大学激光技术国家重点实验室, 武汉, 430074

收稿日期: 2002-03-26
录用日期: 2002-08-20
网络出版日期: 2003-03-25

关键词:

摘要: 通过采用有限元与多层网格法,求解热传导和对流方程,建立了模拟快速激光重熔的二维瞬态模型,并用该模型模拟了高扫描速度(2m/s)与低扫描速度(0.2m/s)情况下,时变的脉冲激光与连续激光重熔的物理过程。模拟结果显示,激光扫描速度对熔池内的流线分布的较大影响,从而影响到重熔后材料表面的成分分布。低扫描速度不材料表面同一区域可被多个脉冲加热,而高扫描速度下只被一个脉冲加热。熔池表面的形状在重熔过程中呈现中心凹陷,边缘凸起。此外,还通过模拟结果得到了熔池的大小、形状、平均冷却速度和边缘材料冷却速度,这些冷却速度对于分析材料表面的微观结构是有用的。