选区激光熔化过程熔池缺陷的形成机理研究

来源：计算力学学报杂志2024年第5期北京时间：

作者：周翔,江五贵,李琦,陈韬,彭杰

单位：南昌航空大学 航空制造工程学院, 南昌 330063,南昌航空大学 航空制造工程学院, 南昌 330063,南昌航空大学 航空制造工程学院, 南昌 330063,南昌航空大学 航空制造工程学院, 南昌 330063,南昌航空大学 航空制造工程学院, 南昌 330063

摘要：采用三维高保真计算流体动力学模型,研究了镍基高温合金GH4169在SLM过程中的熔池流动和缺陷形成过程,揭示了剥蚀和球化等缺陷的形成机理。结果表明,熔池的驱动力主要为马兰戈尼力和表面张力,马兰戈尼力促使熔池由内而外流动,而表面张力导致熔池由外向内流动。剥蚀现象一般出现在熔池附近,当剥蚀区域较小时,剥蚀呈周期性出现和消失。而当剥蚀区域较大时,少量的熔融液体无法填充大区域的剥蚀,导致表面质量退化。当熔池的长深比小于3.4时,在高温区(马兰戈尼力为主要驱动力)与低温区(表面张力为主要驱动力)的交界处更容易发生球化现象。研究成果有助于指导工艺优化提升选区激光熔化成形件的表面质量。

关键词：选区激光熔化,计算流体动力学,镍基高温合金,熔池缺陷,表面质量,

基金资助：国家自然科学基金(12062016)资助项目.