316L不銹鋼選區激光熔化單道熔池幾何尺寸演變規律

劉琪，袁美霞，華明，孟浩，高守鋒

316L不銹鋼選區激光熔化單道熔池幾何尺寸演變規律

劉琪1，袁美霞1，華明1，孟浩1，高守鋒2

（1.北京建筑大學 機電與車輛工程學院, 北京：100044；2.北京理工大學 機械與車輛學院，北京 100081）

探究激光功率（）和掃描速度（）對單熔道熔池幾何特征尺寸的影響規律，以及–組合工藝參數對熔池從成形到穩定狀態經歷的掃描距離的影響規律。以316L為材料，通過單熔道數值仿真分析，建立–變量與研究目標之間的影響關系。不同–參數組合對熔池幾何尺寸的影響規律明顯，熔池幾何參數達到穩定狀態需要經歷一定的激光掃描距離（小于1 mm）。隨著激光功率增大，熔池長度達到穩定狀態所經歷的激光掃描距離隨之增大，而熔池深度尺寸隨之減小。掃描速度增大到400 mm/s時，熔池達到穩定經歷的掃描長度縮短了6.7%，掃描速度對熔池穩定性的影響效果不顯著。在SLM單道成形過程中，激光功率、掃描速度越大，成形熔池平均長度尺寸也越大；激光功率越大、掃描速度越小，成形熔池深度及平均寬度越大。模擬試驗獲得重熔效果較好的–參數組合為=200 W、=800 mm/s，重熔率達到94%。在熔池成形過程中，激光功率對熔池穩定性的影響起主導作用。為了減少成形件的邊界翹曲，在打印試件初始成形階段應在合理激光功率范圍內選擇較高的激光功率。

選區激光熔化；激光功率；掃描速度；單道模擬；熔池幾何尺寸；熔池穩定狀態

選區激光熔化技術（Selective Laster Melting，SLM）是一種通過鋪粉、逐層金屬粉末燒結完成打印的工藝，具有高效、高自由度及耗材少等特點[1]。……