شبیه سازی عددی اثر توان و سرعت روبش لیزر بر توزیع و گرادیان حرارتی در سوپرآلیاژ پایه نیکل ۴-CMSX طی فرآیند رسوب نشانی مستقیم لیزری

این مطالعه تاثیر پارامترهای فرآیندی توان لیزر و سرعت روبش بر توزیع و گرادیان حرارتی در فرآیند رسوب نشانی مستقیم لیزری سوپرآلیاژ ۴-CMSX با استفاده از روش المان محدود و مدل سازی حرارتی گوسین حجمی پرداخته است. ابتدا هندسه بستر و لایه با دقت مدل سازی شد و خواص حرارتی رسانندگی، ظرفیت گرمایی و چگالی بر اساس داده های تجربی تعیین شد. منبع حرارتی لیزر به صورت گوسین حجمی با معادله = (x,y,z) وارد مدل شد. شبیه سازی ها به ازای توان لیزری ۴۰۰-۷۵۰ وات و سرعت روبش ۳ الی ۹ میلی متر بر ثانیه انجام شد. نتایج نشان داد، با افزایش توان لیزر دمای بیشینه تا ۲۶۰۹ درجه سانتی گراد و عمق حوضچه مذاب افزایش یافت. آمیختگی هندسی بین لایه و بستر در محدوده ۵-۴۴ درصد محاسبه شد. با توجه به آستانه بهینه آمیختگی (۵ الی ۲۵ درصد) توان لیزر برای سرعت های ۳، ۶ و ۹ میلی متر بر ثانیه به ترتیب ۴۵۰-۵۰۰، ۵۵۰-۶۰۰ و ۶۵۰-۷۰۰ وات تعیین شد.

کلیدواژه ها:

توان لیزر ، سرعت لیزر ، المان محدود ، رسوب نشانی مستقیم لیزری