激光熔覆镍基合金形貌优化及残余应力分析
【摘要】 为了改善熔覆层几何形貌特征，研究了激光熔覆后残余应力的分布规律。以稀释率与宽高比为评价指标，基于响应曲面法开展了4因素（激光功率、扫描速度、送粉量、离焦量）、5水平中心复合设计矩阵试验。在单因素和多因素交互作用下，研究了熔覆参数对各响应值的影响规律。研究结果表明:扫描速度和离焦量对宽高比的影响最显著，离焦量和激光功率对稀释率的影响最显著，且激光功率和扫描速度的交互作用对稀释率存在影响。最后试验验证了预测模型的准确性。选取优化后的熔覆层形貌和工艺参数进行数值模拟，发现x方向的最大残余拉应力为532MPa且位于熔覆层末端。在熔覆层纵剖面上，残余应力在沉积层及热影响区主要表现为拉应力;随着深度的增加，拉应力逐渐减小并在基体底部转变为压应力;在y方向上，由于成形件的形变，基材底面受到的是拉应力。
