شبیه سازی حرارتی فرایند روکش کاری لیزری پوشش آلیاژ آنتروپی بالا TiNiCrMoW-ZrB۲ روی سوپرآلیاژIN۷۳۸

در این مقاله، فرآیند روکش کاری لیزری پوشش از جنس آلیاژ آنتروپی بالای TiNiCrMoW-ZrB۲ روی سوپرآلیاژ اینکونل ۷۳۸ (IN۷۳۸) به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار Sysweld شبیه سازی شده است. هدف از این مطالعه، پیش بینی دقیق میدان دما، گرادیان های دمایی، ابعاد حوضچه مذاب و بررسی تاثیر پارامترهای فرآیند مانند توان لیزر، سرعت روبش و نرخ تغذیه پودر بر ریزساختار و کیفیت نهایی پوشش است. مدل اجزای محدود سه بعدی طراحی شده با در نظر گرفتن انتقال حرارت رسانشی، همرفتی و تابشی، توانست رفتار حرارتی فرآیند را با دقت بالا بازتولید کند. در مدل سازی عددی، از منبع حرارتی گاوسی با توزیع توان بیضوی برای بازنمایی دقیق پرتو لیزر استفاده شد و شرایط مرزی شامل رسانش در زیرلایه، همرفت سطحی و تابش حرارتی به محیط اعمال گردید تا رفتار واقعی انتقال حرارت در فرآیند شبیه سازی بازتولید شود. نتایج شبیه سازی نشان داد افزایش توان لیزر و کاهش سرعت روبش منجر به افزایش دمای حوضچه مذاب، بهبود ذوب و چسبندگی متالورژیکی می شود. مقایسه ی داده های عددی با نتایج تجربی حاصل از اندازه گیری ترموکوپل ها همخوانی بسیار خوبی داشت که صحت مدل را تایید می کند. در مجموع، استفاده از شبیه سازی حرارتی روشی موثر برای بهینه سازی پارامترهای فرآیند، کاهش هزینه ها و درک عمیق تر از رفتار حرارتی و ریزساختاری آلیاژهای آنتروپی بالا در روکش کاری لیزری به شمار می رود.

کلیدواژه ها:

روکش کاری لیزری ، شبیه سازی ، آلیاژ آنتروپی بالا ، TiNiCrMoW-ZrB۲ ، سوپرآلیاژ اینکونل ۷۳۸