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AZ31B 镁合金表面激光熔注SiC-316L 混合粒子模拟研究摘要本文通过注入SiC-316L混合颗粒的方式，对AZ31B镁合金表面进行激光熔注处理，利用Gambit建模软件建立了激光熔注分析模型，用Fluent对SiC-316L混合颗粒镁基复合涂层进行了温度场和流场数值模拟分析，并通过离散相模型模拟粒子在熔池内的分布情况，得到结论如下：（1）对激光熔注温度场进行模拟，通过对不同的激光功率和不同的激光扫描速度进行模拟比较，选择出最优的一套工艺参数P=3000w，v=5mm/s；温度场呈椭圆分布；类似于彗星状。（2）根据熔池上表面和横截面的形貌图，可以看出熔池的熔深、熔宽及熔长的大小，与激光功率大小成正比，与激光扫描速度成反比；通过熔池中心点的温度曲线图，可以估算出在工艺参数P=1800w，v=5mm/s，工艺参数P=2500w，v=5mm/s和工艺参数P=3000w，v=5mm/s下的熔池存在时间分别为0.8s、1.1s和1.5s。（3）对不同工艺参数下的激光熔注熔池的流场运动规律进行了模拟。随着激光功率的增加，熔池的最高流速和最低流速增加，并且最高流速与最低流速的差值也随之增加。这是因为激光功率增加，基体单位面积吸收的热量也就增加，熔池内的温度梯度的也会增加，表面张力增大，从而致使液体流动速度的增加，也导致了液体最高流速与最低流速之差的增加；熔池的最高流速和最低流速以及二者的差值与激光扫描速度成反比；（4）一般表面张力温度系数为负值，即液态金属表面张力随着温度的升高反而降低，，因此激光熔注熔池的表面张力分布从熔池中心向周围逐渐增加，但由于熔池内温度分布不是对称的，熔池前端温度逐渐降低，熔池尾端温度逐渐升高，依据温度高的区域表面张力小，所以最后熔池形成了两个大小不一的漩涡，左边大，右边小。（5）SiC-316L混合颗粒能够注入熔池条件分析。依据公式计算出SiC-316L混合颗粒注入熔池所需的最小速度vr为0.94m/s；通过计算得出送粉载气速度为53.7～70.7m/s，通过计算得出颗粒抵达熔池的速度vp为3.26～5.84 m/s；液态金属的粘度与温度程函数关系，最后计算出常数C的值为1.654cP 。（6）在液态金属熔池的尾端以不同角度注入SiC-316L混合颗粒，计算SiC-316L混合颗粒轨迹，分别以vr=3.12m/s和vr=5.24m/s的速度将SiC-316L混合颗粒送入液态金属熔池，模拟计算出颗粒在熔池内的运动轨迹。最后可得知，在入射角相同的情况下，初速度越大，颗粒的轨迹越长；以50°角注入的轨迹要比30°角的陡峭，而且粒子更易下沉至底部，效果更好。关键词：激光熔注，SiC-316L混合颗粒，Fluent 数值模拟，温度场模拟，流场模拟，粒子分布，粒子轨迹SIMULATIONINVESTIGATIONOFLASER-MELTINJECTIONOFSIC-316LHYBRIDPARTICLESONAZ31BMAGNESIUMALLOYSURFACEAbstractInthispaper,throughtheinjectionofSiC-316Lmixedparticles,onthesurfaceofmagnesiumalloyAZ31Blasermeltinjectionprocess,usingtheGambitmodelingsoftwaretoestablishthelaser meltinjectionanalysismodel,usingFluenttoSic-316Lmixedparticlesofmagnesiummatrixcompositecoatingbymeansoftemperaturefieldandflow fieldnumericalsimulationanalysis,andthroughthediscretephasemodelsimulationsof particlesinmeltpooldistribution,gettheconclusionasfollows:Onthelaserfusenotetemperaturefieldsimulation, through the different laserpowerand laserscanningspeed ondifferentsimulation comparison,choosetheoptimalasetofprocessparameterthelaserpower3000wandthescanningspeedis5mm/s;Temperaturefieldisellipticaldistribution;andSimilartothecometshape.Accordingtothemoltenpoo