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激光熔化沉积工艺中有连续波(continuous-wave,CW)和脉冲波(pulse-wave,PW)两种激光模式.基于Fluent针对熔池瞬态运动和传热传质建立了三维对称数值模型,通过求解VOF(volume of fluid)连续方程追踪沉积层自由表面,分析了不同激光工作模式下熔池的演变过程及上表面波动规律,对熔池尺寸及最大流速、最高温度进行了对比.结果表明:所得模拟结果和实验结果吻合良好.两种激光模式下熔池上表面中部都会经历凹陷-凸起的波动过程,CW模式熔池内部流速变化相比PW模式平稳,后期熔池内部流动呈准稳态,而PW模式下会重复经历熔池形成过程.PW模式下熔池内部最大流速、最高温度呈周期性变化;同时脉冲激光增大了熔池上表面的波动,其上表面波动幅度接近CW模式的1.8倍,而熔池的较大波动可以较好地平衡未熔化的熔渣颗粒. 相似文献
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针对增材制造过程耗能机理复杂和能耗难以预测的问题,开展激光熔覆系统能耗建模分析方法的研究.根据激光熔覆系统的工作原理及能耗特性,将其分为激光发生器系统、冷却系统、机械臂控制柜、送粉系统以及辅助系统等5部分,通过理论分析和实验规律研究得到各部分能耗模型及系统整机能耗模型.最后通过316L不锈钢试件的激光熔覆实验对能耗模型和比能耗进行分析,结果表明,能耗和比能耗的预测结果与实验测量结果误差分别为1.37%和2.17%,从而验证了模型的准确性和有效性.该模型可用于激光熔覆系统能耗预测、工艺路线改善,实现绿色发展等,所提方法也可为其他增材制造技术相关能耗研究提供参考. 相似文献
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