TC4钛合金激光熔覆路径选择数值模拟研究

使用数值模拟技术,建立了不含预制裂纹的TC4钛合金三维激光熔覆有限元模型,并运用扩展有限元方法(XFEM)模拟裂纹扩展。对直线单向熔覆、直线往复熔覆和对称往复熔覆3种不同熔覆路径下,TC4钛合金激光熔覆温度场、应力场以及裂纹扩展过程进行了模拟。研究结果表明:采用对称往复的熔覆路径,熔覆过程温度场分布较为均匀,最大峰值温度为2 755.02℃,该温度下熔覆涂层与基体能够形成良好的冶金结合,最大残余应力为884 MPa,显著小于其他两种熔覆路径的最大残余应力;裂纹产生最少,裂纹扩展距离最短。与试验结果较为符合。