【摘 要】
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准确揭示激光熔覆中粉末射流行为可有效提升粉末利用率,对获取高质量熔覆层具有重要意义。三束同轴激光熔覆是常见的熔覆方式之一,在实际生产中发挥重要作用。激光熔覆过程粉末射流行为受多种参数影响,有效揭示各参数与粉末射流行为之间的定量关系十分必要。利用k-ε模型与离散相模型相结合,建立激光熔覆中载气与粉末耦合作用的气、固两相流模型,计算得出了粉末载气流场与粉末浓度的分布规律,揭示了粉末射流汇集特性及与基体
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（E050402/51105187）； 公安部消防重点试验室公开课题项目（KF201704）； 辽宁科技大学创新团队建设项目（601009830-02）； 辽宁省自然科学基金指导计划项目（2019ZD0277）；
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准确揭示激光熔覆中粉末射流行为可有效提升粉末利用率,对获取高质量熔覆层具有重要意义。三束同轴激光熔覆是常见的熔覆方式之一,在实际生产中发挥重要作用。激光熔覆过程粉末射流行为受多种参数影响,有效揭示各参数与粉末射流行为之间的定量关系十分必要。利用k-ε模型与离散相模型相结合,建立激光熔覆中载气与粉末耦合作用的气、固两相流模型,计算得出了粉末载气流场与粉末浓度的分布规律,揭示了粉末射流汇集特性及与基体间的撞击作用轨迹。在此基础上建立了粉末温升模型,计算了激光功率、激光束半径和粉末粒径对粉末温升的影响。结果表明:在两相流模型中,载气速度与粉末浓度均呈120°分布,粉末轨迹到达基体平面后反弹并发散,与实际生产中分布一致。粉末温升速度与激光功率呈正相关,与激光束半径、粉末粒径呈负相关,计算结果表明激光功率、激光束半径和粉末粒径对粉末温升速度具有显著影响。
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