同步送粉激光熔覆沉积过程粉末颗粒与移动熔池的微观作用机制

项目名称： 同步送粉激光熔覆沉积过程粉末颗粒与移动熔池的微观作用机制

项目编号： No.51401033

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 张凤英

作者单位： 长安大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 同步送粉激光熔覆沉积是一项先进的金属零件的数字化增材制造技术，能够实现复杂结构致密金属零件的直接制造以及受损零件的高性能修复。本项目提出从微观层面针对激光熔覆沉积中的科学基础问题“粉末-移动熔池”交互作用展开研究，探讨粉末颗粒接触移动激光熔池后的微观作用过程。首先结合粉末输送过程的高速摄影实验及熔池温度、几何形状检测，建立粉末颗粒与熔池气液界面交互作用模型，揭示熔池气液界面对粉末颗粒初始运动状态的影响；基于熔池温场以及粉末颗粒对熔池液相流场的作用分析，建立粉末颗粒在熔池内熔化-运动耦合的数学模型，揭示粉末颗粒在高温熔池内的变质量运动-熔化行为；在此基础上，结合粉末颗粒与移动熔池固液界面的界面能变化及碰撞力学分析，揭示移动熔池对粉末颗粒的裹入、反弹作用机制，探明粉末颗粒在快速移动熔池内的物理冶金过程。项目的研究成果将为激光熔覆沉积的冶金质量控制以及表面精度控制提供新的思路和理论支持。

中文关键词： 同步送粉；激光熔覆沉积；粉末；熔池；交互作用

英文摘要： Synchronous powder feeding laser clad deposition is an advanced digital laser multi-layer additive manufacturing technology of the metallic parts, which can realize the direct manufacturing of the metallic components and the high-performance repair of the

英文关键词： Synchronous powder feeding；Laser clad deposition；Powder particle；Molten pool；Interaction