激光熔覆过程残余应力的数值模拟

在考虑热传导系数、比热容、热膨胀系数和弹性模量等热物性参数随温度变化的条件下,采用MSC.Marc软件对同步送粉激光熔覆2Cr13粉末的温度场、应力场进行了直接耦合分析,并进一步模拟得到了不同扫描速度下的应力场分布情况。考察工件表面和深度方向两条路径上的应力分布。结果表明,平行于激光扫描方向拉应力值远大于垂直激光扫描方向的拉应力值。由此推测,激光扫描方向上拉应力的存在是造成熔覆层裂纹的主要原因。随着扫描速度的增大,熔覆层表面的VonMises等效应力峰值也随之增大,曲线变得更陡。