基于温度场模拟TiNiTa记忆合金涂层工艺参数选择

来源：激光与红外杂志2021年第8期北京时间：

作者：李超然

单位：1.大连大学物理科学与技术学院,辽宁 大连 116600；2.大连大学机械工程学院,辽宁 大连 116600；

摘要：以获得TC4钛合金表面高质量TiNiTa涂层为目标,使用ANSYSWORKBENCH软件、采用3D高斯热源,对激光熔覆TiNiTa粉末过程进行数值模拟仿真,研究其温度场云图分布；并研究激光功率、扫描速度、离焦量对温度场的影响。结果表明,在能量密度为1698J/mm2时熔覆层组织致密细小、与基体呈现良好的冶金结合；熔池中心的最高温度随着激光功率的增大而增大,随着热源移动速度和离焦量的增大而减小；另外,TC4钛合金表面的耐腐蚀被明显改善。模拟与试验结合确定激光熔覆的最优工艺参数为:激光功率100W、扫描速度2.5mm/s、离焦量10mm、脉宽5ms、频率10 Hz；通过分析可知能量密度是影响熔覆层组织及性能的重要因素,仿真模型的正确性及方法的可行性亦可得到试验验证。

关键词：激光熔覆;温度场模拟;腐蚀特性;TiNiTa形状记忆合金

基金资助：辽宁省自然科学基金项目(No.20180550101)资助。