激光熔覆过程中激光束入射角对熔覆形貌的影响

摘要： 激光熔覆粉末平面与基体平面之间的夹角θ发生变化时，会导致熔覆层几何形貌的改变。为此，我们建立了熔覆层几何形态的定量数值预测模型。该模型综合考虑了θ角变化、激光能量衰减率及粉末颗粒温升等因素，并通过实验验证了仿真结果。研究表明：当θ角处于50°~90°范围、初始温度为298K、扫描速度为3.75mm/s、激光光斑直径为4.5mm时，Fe#1粉末在Q235基体上能获得较佳成形效果。总体而言，随着θ角减小，熔覆层高度降低而宽度增大，但当θ角小于50°时，成形形貌质量显著恶化。实验结果与仿真结果高度吻合，验证了模型的有效性与可靠性。本研究为深入理解激光熔覆形貌与入射角度的关系提供了理论参考。