陶瓷学报

2021, v.42(06) 1064-1071

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激光熔覆Mo_2NiB_2熔覆层温度场与应力场仿真研究
Simulation of Temperature Field and Stress Field of Mo_2NiB_2 Coating

开佳伟;尹莉;胡肇炜;赵远涛;李文戈;

摘要(Abstract):

激光熔覆工艺参数(激光功率、扫描速度与搭接率等)可对Mo_2NiB_2熔覆层的温度场与应力场产生重要影响。通过表征激光熔覆工艺参数对熔覆层形貌的影响规律,确定最佳形貌熔覆层的制备工艺;基于有限元模拟间接热力耦合方法,建立平面多道激光熔覆Mo_2NiB_2熔覆层模型,研究最佳激光熔覆工艺下Mo_2NiB_2熔覆层的温度场与应力场的变化。结果显示,激光熔覆温度场具有急热急冷、热影响区小的特点,熔覆层温度可达3000 K以上,且随着激光扫描时间的增加,熔覆层的温度逐渐升高;通过应力场云图发现,最大残余应力(506 MPa)分布在熔覆层与基体结合处边缘两侧,并且结合处边缘板厚方向残余应力出现应力集中(应力值315 MPa);纵向残余应力主要受拉应力影响,沿厚度方向逐渐减小,沿X方向先增大后减小的变化趋势,最大纵向残余应力为277 MPa,位于X方向中间位置;熔覆层横向残余应力在Y路径上的分布与纵向残余应力在X方向上的分布大致相同,最大横向残余应力分布在熔覆层Y方向中心位置以及结合处边缘位置,最大值约为259 MPa,并且结合处横向残余应力在Y路径上的分布为拉-压-拉变化趋势,最大压应力仅为92 MPa。

关键词(KeyWords): Mo_2NiB_2;有限元分析;激光熔覆;温度场;应力场

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(52002242,52072236)

作者(Authors): 开佳伟;尹莉;胡肇炜;赵远涛;李文戈;

DOI: 10.13957/j.cnki.tcxb.2021.06.021

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