激光表面重熔、熔覆温度场地研究进展.pdfVIP

第29卷 增刊 中 国 激 光 丫。】A29,Suppl 2002年 6月 CHINESEJOURNALOFLASERS June,2002 文章编号:0258-7025(2002)Supplement-0525-04 激光表面重熔、熔覆温度场的研究进展 ‘ 雷俊鹏 王.忿柯 叶和清 曾晓雁 (华中科技大学激光技术国家重点实验室.武汉430074) 摘要 介绍了激光重熔、熔覆温度场的研究现状，叙述了较为典型的二维、三维的稳态和非稳态传 热模型，分析比较了从该模型出发所得到的结果与实际情况间的差异。根据已有研究所得到的结 论，简要讨论了影响模型建立的几个主要因素。为激光与材料相互作用的强瞬态物理过程研究.零 件表面裂纹等缺陷激光修复工艺措施的制定提供了理论指导。 关健词 激光重熔，激光熔覆，温度场分布，传热模型 中用许遨昙 ITf749 空献株识码 A TheStatusandProspectResearchingofTemperatureFieldforLaser SurfaceRemeltingandLaserCladding LEIJun-pengWANGZhong-keYEHe-cling ZENGXia-oyan (StateKeyLaboratoryofLaserTechnology,NuazhongUni- tyofScienceandTahnology,Wuhan430074) AbstractTheresearchprospectoftemperaturefieldoflaserremeltingandlasercladdingwerediscussed.丁woandthree dimensinoalsteady-stateandunsteady-stateheattransfermodel~ introduced.Theresultsfrontthesemodelsandthe experimentswerecompared.Scenetrainfactorsthatinfluenceontheestablishmentofmodelswerediscussed.The researchwillbehelpfultotheresearchofphysicalprocessoflaser-matterinteractionandwillsupplythetheoretical guidanceforestablishingmeasuresoflaserrepairingcracksofcomponents. Keywordslaserremelting,lasercladding,distributionoftemperaturefield,heattransfermodel 1 引 言 2 现有模型概述及分析 激光重熔、熔覆均属激光表面处理，都包括了极 激光加工的物理基础是激光与物质相互作用， 快速的动态熔化和凝固过程。熔池内的热物理过程 它包括许多短暂、复杂而强烈的现象。许多重要的 较为复杂，不仅存在传热现象，而且还存在着对流、 数据及影响，如温度及流体分布等不可能直接用常 质量传递等.它们直接影响着熔池的宏观形貌、组织 规方法测得，同时，由于基材具有多种物理性能参 和成分的均匀性，从而影响了材料的各种性能，如硬 数，使得如果没有特别的实验方法和设备便很难将 度、强度、耐磨性及耐腐蚀性。因此，研究激光重熔、 某一参数分离出来研究。因此，国内外的研究人员 熔覆的热物理过程，搞清楚其中的传热、传质问题， 提出了许多模型来近似模拟激光加工过程中的物理 对于理论研究和实际的工业应用都具有很重要的价 过程，尤其是在激光表面重熔和熔覆这两个方面，随 值。到目前为止，国内外的研究者们在温度场模型， 着研究的不断深人和计算机技术的发展，已经建立 以及分析热源模型、熔池中的金属流动、材料物理性 了许多较为成