GH3536高溫合金選區(qū)激光熔化溫度場和殘余應力的有限元模擬

研究人員計算了GH3536高溫合金選區(qū)激光熔化(SLM)過程中熔池區(qū)域的溫度場變化和凝固后殘余應力分布。

計算采用復合Gauss熱源研究激光光學穿透深度的影響規(guī)律,通過研究材料屬性隨溫度的變化關系實現(xiàn)粉層、熔池及固態(tài)金屬的轉化。

實驗結果表明,Gauss熱源模型能夠較好地模擬SLM過程中的溫度場分布以及凝固后的殘余應力。

模擬結果顯示,隨著激光功率的增大,熔池寬度、深度和長度均相應增大,凝固速率減小;隨著掃描速率增大,熔池寬度和深度減小,長度不變,凝固速率增大。

計算結果表明,單層選區(qū)激光熔化的零件表面存在較大的拉應力,隨著深度增大,GH3536拉應力迅速減小轉為壓應力。