脉冲Nd:YAG激光表面熔凝流场与热场的数值模拟

以合金相交多区域统一模型为基础,利用数值模拟方法,对脉冲Nd:YAG激光表面熔凝过程的非稳态温度场和熔区内的流场进行了理论分析。能量方程求解中考虑了固液相变潜热的吸收与释放;合金元素气化热损失、自然对流与辐射热损失;动量方程求解中考虑了热表面张力与浮力联合驱动流。结合实验条件计算了1Cr18Ni9Ti不锈钢在低频脉冲熔凝情况下熔区的形状和尺寸,并与实验解剖进行了比较。结果表明,在占空比较小时,系列脉冲中每一脉冲形成的表面熔区形状和尺寸可用定点轴对称脉冲模型很好地近似。