脉冲激光离散熔凝加工的熔池几何形态研究

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脉冲激光离散熔凝加工的熔池几何形态研究
% z. X; z: g/ s/ E罗耕星　武晓雷　陈光南
(中国科学院力学研究所)
8 b" X" r, I# h: ?本文收到日期:1998 年7 月7 日初稿,1999 年3 月4 日修改稿
. G4 M, i8 |( R7 [& N本文联系人:罗耕星,男,1965 年4 月生,博士生,北京市(100080) 中国科学院力学研究所材料工艺中心
) t2 f: M5 c9 [# Q国家自然科学基金和中国科学院重点资助项目
摘　要　研究了Nd∶YAG脉冲激光离散加工时功率密度和作用时间对熔池几何形态的影响。
5CrMnMo 钢的实验结果表明:在一定加工条件下,熔池存在热传导型和深熔型两种形态。激光作
用时间小于4ms 时,随着激光功率密度的增加,熔池深宽比显著增加;作用时间超过4ms 后,功率
' X% r+ G0 m7 F' v密度对深宽比的影响减弱。基于线性热传导模型的计算结果表明:熔凝起始阶段固态加热过程可
  I2 {( V& g' P, ?' x& k忽略;熔池几何尺寸在激光脉冲结束后某个时刻达到最大值;当平均功率密度大于5 ×105W/ cm2 ,
2 w' Y6 j7 K$ I  Q/ S7 H0 Z同时激光作用时间大于2ms 时,热传导型激光熔池向深熔型激光熔池转变。
; Z. l- e! o- x  S关键词　脉冲激光熔凝　几何形态　热传导　热物性参数