钛合金TC4在连续光纤激光加热下的表面温度场分布研究

利用热源加热金属表面可以改善金属材料的力学特性,研究了红外连续激光对钛合金TC4材料表面进行加热后的温度场分布规律。基于傅里叶定律和能量守恒定律建立了导热微分方程及其定解条件,在ABAQUS中建立了移动热源的三维瞬态传热学仿真模型;为了校核激光加热仿真温度场的准确性,采用双色红外测温仪测量激光光斑中心温度,对仿真结果进行了验证。结果表明,实验与仿真结果相吻合,所建立的激光加热仿真模型能有效预测材料温度场的分布。利用ABAQUS软件对不同激光功率、扫描速度和光斑尺寸下的TC4钛合金温度场分布情况进行了仿真,仿真结果对优选激光热辅助加工时的激光参数有重要的参考价值。