【摘 要】
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目的 针对激光熔覆过程中熔池内部复杂的传热和对流现象，分析激光功率和扫描速度对熔池内部温度场、流场演变和分布的影响。方法 采用双椭球热源模型，建立了40Cr轴面基体激光熔覆Ni60粉末过程的三维温度场流场数值模型，并进行试验验证。结果 熔覆过程形成了近似椭球体的熔池，最高温度位于移动光斑中心偏后方，达到了2 080.4 K；熔池内部金属流体形成了2个方向相反的旋流，熔池表面边缘受马兰戈尼对流的影响
【基金项目】
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国家自然科学基金（51575110）； 福建省自然科学基金（2020J01872）；
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目的 针对激光熔覆过程中熔池内部复杂的传热和对流现象，分析激光功率和扫描速度对熔池内部温度场、流场演变和分布的影响。方法 采用双椭球热源模型，建立了40Cr轴面基体激光熔覆Ni60粉末过程的三维温度场流场数值模型，并进行试验验证。结果 熔覆过程形成了近似椭球体的熔池，最高温度位于移动光斑中心偏后方，达到了2 080.4 K；熔池内部金属流体形成了2个方向相反的旋流，熔池表面边缘受马兰戈尼对流的影响流速最大，达到了0.49 m/s。通过对比试验和模拟获得了熔覆层截面最高温度，最高温度最大相对误差为10.1%，数值模型具有较高的准确性。结论 扫描速度对熔池存在时间和形状的影响要大于激光功率，激光功率对流场的影响大于扫描速度。研究结果为轴面激光熔覆成形提供相关理论依据。
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