开放条件下钛合金激光熔覆局部保护气质量分布研究

简介：
本研究探讨了在开放环境下使用激光技术对钛合金表面进行强化处理时，局部气体保护的效果及质量分布情况，以优化加工工艺和提高材料性能。 为解决开放大气环境下钛合金激光熔覆层易氧化的问题,设计了一种可在熔池附近形成局部气氛的同轴保护气罩。利用FLUENT软件建立了光内送粉同轴熔覆喷嘴的三维模型，模拟分析了不同入口数量、角度及气体流量对氩气分布的影响。研究结果表明：气罩保护气体入口的数量与氩气分布的对称性有关；改变入口的角度对氩气质量分布影响较小；增加保护气体的流量会显著扩大有效保护范围。基于优化后的同轴保护气罩结构参数，以Ti-6Al-4V合金为材料，在开放大气环境下进行了激光熔覆实验，发现熔道表面呈现银白色且熔覆层饱满，验证了该设计的有效性。