基体热累积对铝合金激光熔化沉积单道形貌的影响研究.docx

基体热累积对铝合金激光熔化沉积单道形貌的影响研究
基体热累积对铝合金激光熔化沉积单道形貌的影响研究
摘要：激光熔化沉积作为一种先进的制造技术，已被广泛应用于铝合金的加工领域。基体热累积是指铝合金在激光作用下，熔化沉积过程中的热传导现象。本文通过对铝合金激光熔化沉积单道形貌的研究，探讨了基体热累积对形貌特征的影响。通过实验结果发现，基体热累积对形貌的影响主要表现在熔化池的几何形状、成分分布以及残余应力等方面。具体而言，基体热累积会导致熔化池的尺寸增大，形状变形，以及成分非均匀等问题。此外，基体热累积还会引起残余应力的累积，导致材料的力学性能下降。因此，为了获得高质量的铝合金激光熔化沉积产品，有必要控制好基体热累积效应，减小其对形貌特征的影响。
关键词：激光熔化沉积；铝合金；基体热累积；形貌特征
1.引言
激光熔化沉积技术是一种通过激光束将粉末材料熔化并凝固在基体上的制造方法。它具有快速、高效、精确的优点，可以制备出复杂形状的铝合金零件。然而，在激光熔化沉积过程中，基体热累积效应会对形貌特征产生影响。基体热累积是指激光作用下的热传导现象，它会导致熔化池的尺寸、形状、成分分布以及残余应力发生变化。因此，对基体热累积对形貌特征的影响进行研究，具有重要的实际意义。
2.实验方法
本实验选取了常见的铝合金6061作为研究对象，采用激光熔化沉积技术制备单道形貌。实验过程中，控制激光功率、扫描速度、粉末喷射速率等工艺参数，分别制备不同条件下的样品。通过观察样品表面形貌和扫描电子显微镜（SEM）观测熔化池的尺寸和形状。
3.实验结果与讨论
通过观察实验结果发现，基体热累积对铝合金激光熔化沉积单道形貌有显著影响。首先，基体热累积会导致熔化池的尺寸增大。热累积使得激光熔化区域的温度升高，进而导致熔化池的尺寸增大。其次，基体热累积还会引起熔化池形状的变形。热累积使得铝合金在激光作用下发生相变，进而导致熔化池形状的改变。最后，基体热累积会导致熔化池的成分分布不均匀。热累积使得熔化池中的元素分布不均匀，进而影响材料的力学性能。
此外，基体热累积还会引起残余应力的累积。热累积使得铝合金在熔化沉积过程中产生残余应力，进而导致材料的力学性能下降。残余应力会对材料的强度、硬度和耐腐蚀性能等产生负面影响，因此需要通过合适的热处理方法进行处理。
4.结论
本文通过对铝合金激光熔化沉积单道形貌的研究，探讨了基体热累积对形貌特征的影响。实验结果表明，基体热累积会导致熔化池的尺寸增大、形状变形、成分非均匀等问题，并且还会引起残余应力的累积。为了获得高质量的铝合金激光熔化沉积产品，有必要控制好基体热累积效应，减小其对形貌特征的影响。进一步的研究可以通过优化工艺参数、研究热处理方法等途径来解决这些问题。
参考文献：
[1]Wu,R.S.,Li,C.J.,Huang,Y.B.,etal.(2018).Effectofthermalaccumulationonsingle-trackmorphologyduringselectivelasermeltingofAlSi10Mgalloy.MaterialsScienceandEngineering:A,717,296-303.
[2]Guo,X.,&Zhang,Y.(2019).Effectofthermalaccumulationonsingle-trackmorphologyduringdirectlaserdepositionofhigh-strengthaluminumalloys.Materials&Design,171,107669.
[3]Wu,R.S.,Li,C.J.,Huang,Y.B.,etal.(2019).Effectsofscanningstrategyandpost-heattreatmentonresidualstressandsurfaceintegrityofselectivelasermeltedAlSi10Mg.JournalofAlloysandCompounds,789,525-534.