Ti6Al4V合金毫秒激光打孔重铸层的形成机制

Ti6Al4V合金在毫秒激光打孔过程中,沿孔壁会形成严重影响成品性能的重铸层。考虑熔体受到的热学和力学等方面的影响,基于修改的流体力学方程和改进的水平集法,建立了激光打孔的固/液/气三相二维数值计算模型,在单脉冲能量为3 J的条件下,对不同脉宽参数的激光打孔进行数值研究。运用后处理技术提取了打孔过程中重铸层的温度场、流场和厚度分布情况。结果表明,蒸发和喷溅是熔体排除的主要方式,重铸层是在热-力耦合作用下形成的。重铸层的厚度随激光脉宽的增大而增加,并呈现从孔口到孔底逐渐变薄的特征。