De krêften dy't hannelje op 'e laser beklaaiïng smelte pool wurde koart beskreaun, ynklusyf oerflak spanning, taaie shear krêft, swiertekrêft, en shielding gas druk, en de formaasje meganisme fan de beklaaiïng laach wurdt koart analysearre út it perspektyf fan weefsel groei en smelte pool flow. Tagelyk, de enerzjy distribúsje wetten en fergelikingen fan ferskillende waarmte boarne modellen brûkt yn laser cladding simulaasje gearfette, ynklusyf oerflak Gaussian waarmte boarne, oerflak annular waarmte boarne, Gaussian lichem waarmte boarne, ellipsoidal waarmte boarne, en kombinearre lichem waarmte boarne. Op dizze basis, it ûndersyk foarútgong yn de numerike simulaasje fan de temperatuer fjild en flow fjild fan de laser cladding smelte swimbad yn binnen- en bûtenlân yn de ôfrûne jierren wurdt klassifisearre en reviewed, en de foardielen en neidielen fan ferskate waarmte boarne modellen wurde analysearre. De tapaslike omjouwing fan ferskate waarmteboarnen en de ferdielingswetten fan it krigen temperatuerfjild en streamfjild wurde gearfette. Derneist wurde de ûndersyksmetoaden fan 'e frije floeibere oerflak fan' e smelte swimbad gearfette, en de ferifikaasjemetoaden fan 'e numerike simulaasjemodellen fan it temperatuerfjild en it streamfjild wurde gearfette. Tagelyk, mei it each op de problemen besteande yn de numerike simulaasje ûndersyk fan de laser cladding smelte pool, se wurde gearfette út 'e aspekten fan numerike modellen en grins betingsten, en úteinlik wurdt de takomstige ûntwikkeling rjochting prospected.

Laserbeklaaiïng is in nij proses foar oerflakmodifikaasje en reparaasje fan materialen. It foeget beklaaiïng materiaal ta oan it substraat oerflak troch fersprieden of feeding poeder, en brûkt in hege-enerzjy laser beam om fluch melt de cladding laach materiaal te foarmjen in cladding laach mei goede metallurgyske bonding op it substraat oerflak, dêrmei feroarjen fan de gearstalling fan it substraat oerflak en it ferbetterjen fan de oerflak eigenskippen fan it materiaal [1]. Tidens de laser cladding proses, de smelte swimbad is net-stabyl en sil wurde fersteurd troch Marangoni flow, poeder ynjeksje, poeder levering, turbulence yn de shielding gas, en fariabele ferwurkjen parameters [2]. In grut tal ûndersiken hawwe oantoand dat de Marangoni-krêft oandreaun troch oerflakspanning in wichtige ynfloed hat op de stream fan it smelte swimbad [3-4], wat ek in wichtige faktor is by it bepalen fan de morfology en ferwettering fan de beklaaiingslaach. It streamgedrach yn 'e smelte swimbad hat in direkte ynfloed op' e evolúsje fan 'e materiaalstruktuer. De floeiende dynamyk en geometryske evolúsje fan it floeibere smelte swimbad binne direkt relatearre oan de meganyske eigenskippen fan it additive manufacturing materiaal. Sûnt de smelte swimbad wurdt foarme yn in ekstreem koarte tiid en de smelte swimbad grutte is lyts, is it hast ûnmooglik om sekuer tafersjoch op de instantaneous evolúsje fan it smelte swimbad yn echt tiid tidens it eksperimint. Dêrom, mei de ûntwikkeling fan kompjûtertechnology, is numerike simulaasje fan it dynamyske streamgedrach binnen it smelte swimbad troch einige elemintsimulaasje de mainstream wurden. Yn de numerike simulaasje fan laser cladding smelte pool, in ridlike waarmte boarne model is de kaai foar it heljen fan krekte numerike simulaasje resultaten. Yn 't algemien wurdt it korrespondearjende waarmteboarnemodel fêststeld neffens de laserwaarmteboarne fereaske troch de eigentlike wurkomstannichheden. De útstjerren lingte fan it materiaal is benammen ôfhinklik fan de absorption koëffisjint fan it materiaal oan in spesifike laser golflingte. Neffens de útstjerren lingte fan it materiaal oan de laser, de waarmte boarne model yn de laser cladding proses kin wurde ferdield yn oerflak waarmte boarne en lichem waarmte boarne. As de laser wurket op it oerflak fan it materiaal, de laser enerzjy ferfal nei 0 nei in koarte ôfstân fan oerdracht. It kin oannommen wurde dat de enerzjy folslein opnommen is op it oerflak fan it materiaal, en de opname fan 'e laser-enerzjy troch it matrixmateriaal kin oerflakabsorption neamd wurde; as de oerdracht djipte is djip, sels grutter as de materiaal dikte, it kin neamd wurde lichem absorption [5].

Dit papier earst koart beskriuwt de foarming meganisme fan laser cladding smelte pool, en dan klassifisearret en beoardielet it ûndersyk foarútgong fan laser cladding smolten pool numerike simulaasje ûnder ferskate in soad brûkte waarmte boarne modellen, gearfettet it ûndersyk status fan smelte pool temperatuer fjild en flow fjild numerike simulaasje ûnder ferskillende waarmte boarnen, en op it lêst sjocht út nei de smelte pool simulaasje probleem fan laser cladding.

1 Formaasje meganisme fan laser cladding smelte pool

Tidens de laser cladding proses, de enerzjy tichtens fan de laser input is heech. Warmtelieding en konveksje kontrolearje de fysike evolúsje fan it smelte swimbad en bepale direkt it temperatuerfjild en de ferdieling fan it streamfjild yn 'e smelte swimbad. De laser cladding smelte pool kin berikke lykwicht yn in hiel koarte tiid, dêr't der in grutte temperatuer gradient en flugge cyclic convection. De rjochte laserstraal wurdt bestraald op it metalen substraat, de substraattemperatuer nimt ta, en it smelt om in smelte swimbad te foarmjen. De nozzle spuitet it metalen poeder synchroon yn it smelte swimbad. It floeibere metaal yn it smelte swimbad konvectearret ûnder de aksje fan Marangoni-spanning. De temperatuer binnen it smelte swimbad wurdt stadichoan unifoarm. De melt streamt oan 'e râne fan' e smelte swimbad, berikt it oerflak fan 'e smelte swimbad en fersterket om in beklaaiïnglaach te foarmjen. Song et al. [6] analysearre de foarming fan it smelte swimbad, de ynterne convection patroan, en de solidification gedrach fan de cladding laach.

De krêften yn it smelte swimbad binne kompleks. De wichtichste driuwende krêft foar de stream fan floeistof yn it smelte swimbad is de Marangoni-stream dy't ûntstien is troch it lykwicht tusken drijfkracht en oerflakspanninggradient en viskeuze skuorkrêft [7]. Shi Jianjun [8] analysearre de trijediminsjonale krêft fan it smelte swimbad. De krêft analyze fan it smelte swimbad wurdt werjûn yn figuer 1, dy't benammen omfiemet oerflak spanning Fγ, taaie shear krêft Fμ, swiertekrêft G en shielding gas druk Fp, en θ is de substraat deflection hoek. Under de kombinearre aksje fan oerflak spanning, swiertekrêft, taaie shear krêft en shielding gas druk, it raand metaal foarmet in dynamysk lykwichtige metalen smolten pool. Under harren hat de oerflakspanning de grutste ynfloed op it smelte swimbad, en de stream fan 'e floeistof yn' e smelte swimbad wurdt benammen oandreaun troch Marangoni-konveksje oandreaun troch oerflakspanning.

2 Undersyk foarútgong fan waarmte boarne model foar numerike simulaasje fan laser cladding

2.1 Surface Gaussian waarmte boarne

Op it stuit, de measte numerike simulaasjes fan laser cladding Gaussian waarmte boarne model, lykas werjûn yn figuer 2. De laser enerzjy wurdt normaal ferdield yn romte, mei mear yn it sintrum en minder oan 'e râne, dat is yn oerienstimming mei de eigentlike ferwurkjen proses. Lykwols, de enerzjy ferdieling yn 'e djipte rjochting fan' e smelte swimbad wurdt negearre, dus it is net geskikt foar arbeidsomstannichheden mei in djipper smelte pool.

De útdrukking fan 'e fergeliking fan waarmtefluxdichtheid is: Sjoch formules (1) en (2) yn 'e figuer. Wêr: q (r) is de oerflak waarmte flux by straal r, W / m2; R is de ôfstân fan it sintrum fan it plak, m; c is de waarmte flux konsintraasje koeffizient, m2; qm is de maksimale waarmte flux yn it sintrum fan 'e waarmte boarne, W / m2; P is de laser macht, W; η is de laser utilization rate.

Gaussian oerflak waarmte boarne is geskikt foar ferwurkjen betingsten mei lytse smelte pool breedte en djipte en cladding laach dikte. Foar de numerike simulaasje fan smelte pool temperatuer fjild, Wang Zhijian et al. [10] brûkt Gaussian oerflak waarmte boarne foar in numerike simulearje de solidification proses fan single-pass single-layer laser gesmolten pool fan TC4 titanium alloy. De stúdzje fûn dat yn single-pass laser cladding, troch de flugge waarmte oerdracht oan 'e sturt, de waarmte oan' e foarkant fan 'e smelte swimbad is mear konsintrearre as dy oan' e efterkant, en de smelte djipte is grutter. Mei de tanimming fan laser macht, de smolten swimbad gesmolten djipte en it berik fan de waarmte beynfloede sône stadichoan tanimme fanwege de tanimming fan enerzjy ynput. Pant et al. [11] fêstige in raand swimbad mingde model basearre op de einige elemint metoade en studearre de waarmte oerdracht gedrach fan it smelte swimbad ûnder laser deposition melting. De resultaten litte sjen dat it smelte swimbad oan de foarkant elliptysk is en komeetfoarmich is mei in útstrekte sturt. De breedte fan it smelte swimbad nimt ta mei de tanimming fan laser macht (lykas werjûn yn figuer 3). De cooling taryf nimt ta mei de tanimming fan skennen snelheid, en it fergrutsjen fan de laser macht sil tanimme de temperatuer gradient yn it smelte swimbad, en de cooling taryf sil tanimme navenant.

Dêrnjonken hawwe guon gelearden de trijediminsjonale morfologysimulaasje studearre fan it smelte swimbad ûnder Gaussyske oerflakwarmteboarne. Fallah et al. [12] foarstelde in einige elemint model transient simulaasje te foarsizze de grutte en morfology evolúsje fan it smelte swimbad tidens laser poeder deposition. De resultaten lieten sjen dat it simulearre foarseine smolten swimbadprofyl tichtby it eksperimint wie,
mar gjin spesifike analyze waard makke op it temperatuer fjild en flow fjild fan de smelte pool. Gao et al. [13] fêstige in trijediminsjonale numerike foarsizzing model foar single-pass ferwurkjen tidens laser cladding. Mei help fan Gaussian distribúsje waarmte boarne en basearre op de berte en dea ienheid metoade, de geometryske foarm fan de cladding laach hoecht net foarôf ynsteld. It oergeande temperatuerfjild en de geometryske struktuer fan 'e klaailaach wurde tagelyk berekkene. De krigen beklaaiïngfoarm komt goed yn oerienstimming mei de eksperimintele resultaten, lykas werjûn yn figuer 4. Dêrneist analysearren se ek de ynfloed fan prosesparameters op it temperatuerfjild en de geometryske foarm fan 'e bekledingslaach.

Guon gelearden sille foarôf ynstelle de trijediminsjonale foarm fan 'e beklaaiïng laach by it brûken fan Gaussian oerflak waarmte boarne te simulearje it smelte swimbad flow fjild. Liu Han et al. [14] fêstige in trijediminsjonale model basearre op de eigentlike ôfsetting laach grutte kontoeren yn de numerike simulaasje stúdzje fan de temperatuer fjild en stress fjild yn de laser ôfsetting trijediminsjonale foarmjen proses. Op dizze basis, in einich elemint model fan de seide-poeder syngroane laser ôfsetting smelte pool waard oprjochte, en de distribúsje wet fan it smelte swimbad flow fjild waard krigen. Twa symmetrysk ferdield circulations wurde foarme op 'e dwerstrochsneed fan' e smelte pool, en twa radiale circulations wurde oanmakke, ien sterk foar en ien swak yn 'e rêch. De floeistofferdieling op it boppeste oerflak fan it smelte swimbad toant in wet fan diffusion fan it sintrum nei de râne. Li et al. [15] fêstige in multi-fjild coupling model fan de skiif laser cladding proses basearre op COMSOL software, en berekkene de termyske fysike eigenskippen fan it materiaal mei help fan de CALPHAD metoade. Mei help fan in Gaussian oerflak waarmte boarne, de ynteraksje tusken de laser beam en it poeder en de stress betingsten binnen de smelte pool waard wiidweidich beskôge, en de feroaring wet fan it temperatuer fjild en flow fjild tidens de skiif laser cladding proses waard krigen. It smelte swimbad is ellipsoïdaal, en de heechste temperatuer komt foar oan 'e efterkant fan it sintrum fan' e smelte pool. Yn it iere stadium fan beklaaiïng, de trochstreaming taryf fan it smelte swimbad is leech, en waarmte conduction spilet in grutte rol yn de enerzjy oerdracht fan it raand swimbad; as it beklaaiïngproses trochgiet, fersnelt de trochstreaming fan it smolten metaal yn it smelte swimbad, en waarmtekonveksje spilet op dit stuit in wichtige rol, lykas werjûn yn figueren 5 en 6.

2.2 Surface annular waarmte boarne

It oerflak annular waarmte boarne is in waarmte boarne model unyk foar de numerike simulaasje fan holle annular laser cladding. It is basearre op it nije holle annular laser cladding proses fan "holle beam en poeder feeding yn 'e beam", dat hat unike foardielen boppe de tradisjonele "solid laser" cladding. It basisprinsipe dêrfan is om de fêste beam te konvertearjen yn in holle ringfoarmige beam troch it beamkonverzjesysteem [16-17], sadat it enerzjyferdielingskonsintraasjegebiet feroaret fan it sintrum nei de bûtenrâne (lykas werjûn yn figuer 7), dat kin elimineren it ferskynsel fan ûnfolsleine smelten oan 'e râne fan' e smelte kanaal feroarsake troch Gaussian bêst laser cladding en ferbetterjen it neidiel fan earme metallurgical bonding [18].

De enerzjyferdieling yn syn ringfoarmige gebiet is ek as in Gaussyske ferdieling, en de enerzjyferdielingsfunksje is: Sjoch formule (3) yn 'e figuer. Wêr: R0 is de bûtenste diameter fan de laser by de fokale posysje, mm; z is de defocus, mm; φ is de hoeke tusken de holle laser beam en de horizontale rjochting; ξ is de enerzjy peak posysje koëffisjint.

Tian Meiling et al. [18] brûkte ANSYS finite elemint analyse software foar in simulearje it temperatuer fjild fan de annular holle laser smelte pool en fierde in teoretyske analyze fan de trijediminsjonale flow fjild ferdieling. De stream fjild fan de holle laser cladding smelte pool toande in symmetrysk fjouwer-ring flow distribúsje, lykas werjûn yn figuer 8. Shi Gaolian [20] brûkte ANSYS finite elemint software en basearre op it oerflak hollow annular waarmte boarne model foar in simulearje de oergeande temperatuer fjild fan 'e smolten swimbad fan 45 stielen sample beklaaiïng Fe313 alloy, en krige de evolúsje wet fan it temperatuer fjild fan' e holle laser cladding smelte pool. Troch it effekt fan waarmteakkumulaasje tidens it beklaaiproses nimt de temperatuer yn it smelte swimbad stadichoan ta mei de tanimming fan skennentiid en hichte. De foarm, posysje en ferdieling fan enerzjytichtens fan it smelte swimbad en de kwaliteit fan it foarme diel sille signifikant feroarje mei de feroaring fan plichtsyklus. Li Guangqi et al. [21] simulearre it laden fan holle ring laser basearre op ANSYS software mei help fan APDL taal kombinearre mei de berte-dea ienheid metoade en krige de ferdieling wet fan it temperatuer fjild fan de cladding laach. De totale ferdieling fan it temperatuerfjild tidens it beklaaiproses wie "komeetfoarmich". Yn it earste stadium fan it skennen toande it plak in folsleine ringfoarm mei deselde teoretyske enerzjyferdieling. As it skennen proses foarútgong, de hege-temperatuer gebiet ferhuze efterút as gehiel, stadichoan evoluearje fan in ring foarm nei in seal foarm, lykas werjûn yn figuer 9. Dit befêstiget de skaaimerken fan de holle ring laser enerzjy fan "leech yn it midden en heech oan de râne”. Dêrnjonken liet de oerflaklaach fan it temperatuerfjild fan de bekledingslaach in "djippe dalfoarm" sjen, mei heech oan beide kanten en leech yn 'e midden, en yn 'e djipterjochting fan 'e bekledingslaach naam de temperatuer stadichoan ôf mei tanimmende djipte , lykas werjûn yn figuer 10.

2.3 Gaussian lichem waarmte boarne

Yn it eigentlike laserbeklaaiïngproses beweecht de laserstraal op in bepaalde snelheid, en de enerzjyferdieling is net unifoarm, benammen de enerzjyferdieling fan 'e ljochtboarne loodrecht op' e skennen rjochting is hiel oars, en it oerflakwarmteboarnemodel kin net trochkringe yn it smelte swimbad. Dêrom is de boarne fan lichemwarmte ûntstien. De laser enerzjy fan it lichem waarmte boarne wurdt net allinnich dellein op it oerflak fan 'e poeder laach, mar ek kin penetrearje yn' e binnenkant fan 'e cladding laach, dy't ferbettert de berekkening krektens fan it oergeande temperatuer fjild of flow fjild fan' e smelte swimbad. 22]. Guon gelearden hawwe fêststeld in rotearjende Gauss lichem waarmte boarne basearre op de Gaussian oerflak waarmte boarne model, lykas werjûn yn figuer 11. De rotearjende Gauss oerflak lichem wurdt foarme troch draaien de Gauss kromme om syn symmetry as. Oannommen dat de waarmte boarne enerzjy is allegear ferdield binnen dit oerflak lichem, is de waarmte flux tichtens yn 'e dwerstrochsneed Gauss ferdieling.

De enerzjyferdielingsfunksje is: sjoch formules (4) en (5) yn de figuer. Wêr: e is de natuerlike basis; R0 is de straal fan de waarmte boarne iepening; H is de waarmte boarne hichte; Q is de waarmte boarne krêft.

Gaussian waarmte boarne is de meast brûkte waarmte boarne model foar numerike simulaasje fan laser cladding smelte pool. Zhang Kerong et al. [24] numerike simulearre it oergeande proses fan laser djip smelten welding fan TC4 titanium alloy keyhole basearre op de draaiende Gaussian folume waarmte boarne model, en fierder analysearre de ynfloed fan ferskillende proses parameters op de kaai gat morfology yn kombinaasje mei eksperiminten. De stúdzje liet sjen dat mei de tanimming fan laser-enerzjystichtens, de ferheging fan laserkrêft of de fermindering fan spotdiameter, de djipte fan it kaaigat ferhege en de grutte waard breder. De plakdiameter is de prosesparameter mei de grutste ynfloed op de kaaigatmorfology. Sun et al. [25] simulearre it poeder dieltsjes fan laser rjochting enerzjy ôfsetting basearre op floeiende software mei help fan in diskrete faze model, en analysearre de morfology fan de poeder deposition laach en de ferdieling fan temperatuer en snelheid fjilden yn kombinaasje mei de Gaussian waarmte boarne model. De resultaten litte sjen dat yn direkte ôfsetting fan laser-enerzjy mei hege snelheid de streamsnelheid nei ûnderen yn it poederaksjegebiet dominant is troch de druk dy't feroarsake wurdt troch poederfieding, lykas werjûn yn figuer 12.

Yn de numerike simulaasje fan smelte pool morfology basearre op Gaussian waarmte boarne. Chai et al. [26] fêstige in numerike model fan laser cladding op in oanstriid substraat basearre op de sellulêre automaton metoade en simulearre de ynfloed fan ferskillende oanstriid hoeken op de relative dwerstrochsneed gebiet, breedte, hichte en toppunt offset fan de cladding laach, lykas werjûn yn figuer 13. De resultaten litte sjen dat de relative dwerstrochsneed gebiet earst nimt ta, dan nimt ôf, en dan tend te wêzen stabyl mei de ferheging fan it substraat oanstriid hoeke; de breedte fan de beklaaiïng laach nimt ta mei de tanimming fan de oanstriid hoeke, en de hichte earst nimt ta en dan nimt ôf; mei de tanimming fan it substraat oanstriid hoeke, de swiertekrêft komponint fan de cladding laach wurdt grutter en grutter, en de toppunt offset stadichoan nimt ta.

2.4 Ellipsoidal waarmte boarne

De enerzjy distribúsje yn it smelte swimbad yn laser cladding is faak net in trijediminsjonale Gaussian rotaasje lichem. Om krekter te simulearjen de grutte en foarm fan it smelte swimbad, wurdt foarsteld in ellipsoidale distribúsje lichem waarmte boarne. D'r binne twa soarten ellipsoidale waarmteboarnen: in inkele ellipsoidale waarmteboarne mei front-to-back symmetry en in dûbele ellipsoidale waarmteboarne mei ferskate front-to-back enerzjyferdieling. Yn 'e iere dagen foarstelden guon gelearden in healrûne waarmteboarne [27], en syn enerzjyferdielingsfunksje is: sjoch formule (6) yn' e figuer. Wêr: q (x, y, z) is de waarmte flux tichtens fan it punt (x, y, z) op it koördinatestelsel; c is de straal fan 'e bol; Q is de waarmte ynfier taryf.

Neffens in grut oantal eksperimintele waarnimmings is de eigentlike waarmteboarne foar- en efterkant net symmetrysk ferdield. Dêrom stelden de ûndersikers in dûbele ellipsoïde waarmteboarne foar (lykas werjûn yn figuer 14), mei de foar- en efterste dielen respektivelik twa 1/4 ellipsoïden.

Syn foar- en efterkant enerzjy distribúsje funksjes binne: Sjoch formule (7) yn de figuer. Wêr: qf en qr binne de waarmte flux ferdieling yn respektivelik de foar- en efterste heale ellipsoids; af en ar binne de heale assen fan respektivelik de foarste en efterste heale ellipsoïden; bh en ch binne de oare twa heale assen fan respektivelik de foarste en efterste heale ellipsoïden, en de twa koarte heale assen fan 'e twa ellipsoïden binne gelyk; ff en fr binne de oandielen fan waarmte-ynput yn respektivelik de foar- en efterheale ellipsoïden, en ff + fr = 1.

Troch de grutte grutte fan it smelte swimbad generearre troch de ellipsoide waarmte boarne, wurdt it in soad brûkt yn de numerike simulaasje fan laser ferwurkjen prosessen lykas laser welding [29-30] en foarôf ynsteld laser cladding. Hocine et al. [31] analysearre de ferskillen tusken trije waarmte boarne modellen (ellipsoid waarmte boarne, dûbele ellipsoid waarmte boarne, en silindryske waarmte boarne) yn it simulearjen fan de evolúsje fan it temperatuer fjild en de kontoer fan it smelte swimbad yn selektyf laser melting. De resultaten lieten sjen dat de trije waarmteboarnemodellen har eigen unike foardielen hawwe by it berekkenjen fan it temperatuerfjild en de kontoer fan it smelte swimbad. De silindryske waarmteboarne is geskikt foar it berekkenjen fan it temperatuerfjild fan it smelte swimbad, wylst de ellipsoide waarmteboarne hegere krektens hat by it berekkenjen fan 'e kontoeren fan' e smelte swimbad. Luo Xinlei et al. [32] brûkte ANSYS APDL te simulearjen it temperatuer fjild fan ien-kanaal selektyf laser melting en fergelike de simulaasje resultaten ûnder de Gaussian oerflak waarmte boarne en de dûbele ellipsoid waarmte boarne. De resultaten litte sjen dat de dûbele ellipsoïde waarmteboarne in bettere oerienkomst hat mei de eksperimintele resultaten as de Gaussyske oerflakwarmteboarne, om't syn enerzjyferdieling tichter by de eigentlike laserwaarmteboarne is. Yn it proses fan selektyf laser smelten, sûnder feroarjen fan de laser ynfier enerzjy tichtens, it fergrutsjen fan de laser macht en skennen snelheid sil gâns tanimme de djipte en breedte fan it smelte swimbad, lykas werjûn yn figuer 15.

Guon gelearden hawwe ek yngeand ûndersyk dien oer de feroarings fan temperatuerfjilden fan it smelte swimbad ûnder ferskate prosesparameters. Hao Xiaojie [33] brûkte ABAQUS-software om de fariaasje fan temperatuerfjild te analysearjen by selektyf lasersmelten. Hy brûkte in dûbele ellipsoïde waarmteboarne, dy't de laser-enerzjy-ynfier yn in bepaald folume ferspraat en it tapast op 'e knooppunten fan it materiaalmodel yn' e foarm fan waarmtefluxdichtheid. Hy studearre de ynfloed fan ferskate proses parameters op it temperatuer fjild by laser melting. Wannear't allinnich de laser macht tanimt, de gemiddelde ferwaarming taryf en cooling taryf yn 'e raand swimbad en de grutte fan' e smelte pool ferheget navenant; doe't allinnich de skennen snelheid nimt ta, de gemiddelde ferwaarming taryf en cooling taryf yn 'e raand swimbad stiging stadichoan, wylst de grutte fan' e raand swimbad nimt ôf relatyf; de skennen ôfstân beynfloedet de remelting effekt tusken de melt kanalen, wylst de poeder dikte beynfloedet de bonding effekt tusken de skennen lagen.

2.5 Kombinearre waarmte boarne

De single folume distribúsje waarmte boarne simplifies de ferdieling wet fan 'e waarmte boarne yn' e djipte rjochting fan 'e smelte pool, en net ûnderskiede de ferdieling ferskil fan laser enerzjy op it oerflak en binnenkant fan' e smelte pool [34]. Dêrom, kombinearre waarmte boarnen wurde ôflaat, lykas segmented lichem waarmte boarne, dûbele ellipsoid cone kombinearre waarmte boarne, en kombinearre waarmte boarne kombinearjen Gaussian oerflak waarmte boarne en lichem waarmte boarne. De kombinearre waarmte boarne kombinearret de foardielen fan it oerflak waarmte boarne en it lichem waarmte boarne, is mear yn oerienstimming mei de eigentlike arbeidsbetingsten, en hat hegere simulaasje krektens. Yn de kombinearre waarmte boarne, it oerflak waarmte boarne is oer it generaal in Gaussian waarmte flux distribúsje oerflak waarmte boarne, en it lichem waarmte boarne is oer it generaal in lineêr attenuated Gaussian silinder waarmte boarne of in draaiende lichem waarmte boarne mei ôfnimmende waarmte flux [35].

Cai Haipeng et al. [36] ferbettere de welding waarmte boarne op basis fan de bewegende Gaussian waarmte boarne, fêstige in segmented waarmte boarne model, brûkte grof raster en passende waarmte boarne segmentation te berekkenjen it welding deformation probleem, en kombinearre de lokale ferfine raster technology te simulearjen de stress evolúsje. Wang Qibing et al. [37] brûkte in kombinearre waarmte boarne kombinearjen it boppeste part fan 'e dûbele ellipsoid waarmte boarne en it legere diel fan' e Gaussian rotearjende lichem waarmte boarne foar in simulearje de smelte pool waarmte en flow fjild tidens de laser-MIG hybride welding fan Invar stiel. De resultaten die bliken dat de ferdieling fan it smelte swimbad temperatuerfjild similearre troch de kombinearre waarmte boarne wie yn prinsipe konsistint mei de eigentlike eksperimintele resultaten. Xie Yinkai et al. [38] fêstige in kombinearre waarmte boarne fan in parabolysk rotearjende lichem waarmte boarne (legere helte) en in silindryske waarmte boarne (boppeste helte) (lykas werjûn yn figuer 16) te simulearjen de spesifike steurnissen fan de smelte pool grutte, melt flow en gas -floeistoffrije ynterface by laser selektyf smelten. Yn single-pass cladding dominearje skennen snelheid en poeder laach dikte de faktoaren fan porie formaasje. Foar multi-pass beklaaiïng, de faktoaren dy't beynfloedzje pore formaasje binne benammen skennen spacing, en it oantal poarjes nimt ta mei de tanimming fan skennen spacing.

Wang Yiwen et al. [39] fêstige in trijediminsjonale symmetrysk numerike model foar de oergeande beweging en waarmte en massa oerdracht fan it smelte swimbad basearre op Fluent software. Mei help fan in trijediminsjonale hemispherical Gaussian waarmte boarne, it evolúsje proses en stream gedrach fan de smelte pool floeistof / gas ynterface ûnder ferskillende proses parameters waarden analysearre, en de relaasje tusken stream, temperatuer en smolten swimbad grutte en oerflak kwaliteit waard fêststeld, lykas sjen litten yn figueren 17 en 18, respektivelik. De resultaten litte sjen dat de morfology fan de single-pass cladding laach krigen troch it eksperimint en de simulaasje is ferlykber. Nei't in stabile smelte pool is foarme, streamt de floeistof yn 'e smelte swimbad fan it hege temperatuergebiet nei it leechtemperatuergebiet yn in radiale foarm, en de streamsnelheid nimt stadichoan fan 'e midden nei bûten ta. De kamera kontrolearret de stream fan 'e slag yn echte tiid en de streamrjochting fan it simulearre streamfjild is konsekwint.

2.6 Oare waarmte boarne modellen

Mei de fierdere ûntwikkeling fan komputertechnology hawwe guon gelearden it besteande waarmteboarnemodel fierder optimalisearre neffens werklike arbeidsomstannichheden en in nij waarmteboarnemodel fêstige. Dêrnjonken kinne numerike simulaasjes ûnder guon spesjale ferwurkingsbetingsten ek wurde berikt troch spesifike waarmteboarnemodellen, lykas breedbân-laserbeam-warmteboarnemodel, holle ring-warmteboarnemodel, ensfh.

Lei Dingzhong et al. [40] brûkte TracePro-software om it ljochtpaad en de ferdieling fan 'e rjochte spotljochtflux W te simulearjen en te analysearjen, foarme troch de breedbânlaserbeklaaiïng mei poederfieding yn it ljocht, en fêstige in trijediminsjonaal wiskundich model fan' e holle ring breedbân laser op 'e spegel oerflak. Tseng et al. [41] foarstelde in laser waarmte boarne model basearre op SYSWELD software, wiidweidich analysearre de ynfloed fan laser beam skaaimerken en proses parameters op it temperatuer fjild en de foarm fan de cladding laach, en ûntwurp in numerike model foar laser cladding eksperimintele ferifikaasje, dat kin wurde tapast op de numerike simulaasje fan oare laser ferwurkjen prosessen. Liu et al. [42] fêstige in breedbân laser beam waarmte boarne model, en syn enerzjy distribúsje funksje is: sjoch formule (8) yn de figuer.
Wêr: I0=αβP/(wd). α is de laser absorption koëffisjint, α = 0.75; β is de macht effisjinsje, β = 0.98; P is de laser macht; d is de breedte fan de breedbân laser spot, d = 1.5 mm; w is de lingte fan it breedbân laser spot, w = 15 mm. Liu et al. [42] studearre de temperatuer fjild en stress fjild fan in single-pass cladding laach yn wide-beam laser cladding, dêr't de temperatuer fjild ferdieling wurdt werjûn yn figuer 19. Kombinearre mei de temperatuer gegevens, de lingte, breedte en djipte fan it smelte pool waarden berekkene. Tagelyk, de effekten fan proses parameters lykas laser macht en skennen snelheid op de smelte pool grutte, temperatuer gradient, cooling rate en solidification rate waarden besprutsen. Dêrnjonken is ek de termyske spanningsfjildferdieling fan de klaailaach yn ferskate rjochtingen en op ferskate paden bestudearre.

Feng Yiqi [43] fêstige in selektyf laser melting smelte pool floeistof meganika model. Op grûn fan de enerzjy attenuation skaaimerken fan de laser binnen it poeder bed, in laser yntinsiteit attenuation body waarmte boarne waard brûkt yn de simulaasje: sjoch formule (9) yn de figuer.
De simulaasjeresultaten fan it poederferspriedingsmodel waarden ymportearre yn it smelte swimbadfluidmeganika-model om it streamgedrach fan 'e smelte swimbad te foarsizzen, en in yngeande analyze waard makke op' e relaasje tusken it streamgedrach, gatten en spheroidisaasje-effekt fan 'e smelte swimbad yn multi-pass cladding. De resultaten litte sjen dat it ûnderste oerflak fan it additive materiaal in tichtere poederferdieling hat as it platte boaiemflak. Troch de grutte ûnwissichheid fan 'e smeltpoolstream komt it sferoidisaasjeferskynsel benammen foar op' e boaiemflak fan it additive materiaal, en de unfused gatten wurde meast produsearre by it smeltkanaal necking tusken meardere cladding lagen, lykas werjûn yn figuer 20.

Song et al. [44] wiidweidich beskôge it attenuation effekt fan de ynteraksje tusken de poeder jet en de laser en de waarmte sink effekt fan de unmelted poeder dieltsjes ynfieren fan it smelte swimbad. Op grûn fan 'e COMSOL-software waard in waarmteboarnemodel oprjochte om de smeltstream en de oerflakspanning fan' e gas-flüssige ynterface te simulearjen. De temperatuer fjild en flow fjild ferdieling wurde werjûn yn figuer 21. Tagelyk, de curvature fan it frije oerflak fan it smelte swimbad en de grutte fan de cladding laach waarden foarsein. Yn trije ferskillende dwerstrochsneed rjochtingen, de simulearre temperatuer gradient rjochting is yn oerienstimming mei de nôt groei rjochting. Eksperimintele ferifikaasje fan de beklaaiïng laach breedte, hichte en smolten pool djipte lit sjen dat ûnder it proses parameters sjoen de ynfloed fan ferskillende laser machten, laser skennen faasjes en poeder feeding tariven, de maksimale flater tusken de simulaasje resultaten en de eksperimintele resultaten is 10%.

Xu Jiachao et al. [45] fêstige in trijediminsjonaal wiskundich model fan in holle ring laser waarmte boarne troch kombinearjen it idee fan in geometrysk lichem fan revolúsje, en krige syn wiskundige analytyske formule as folget: sjoch formule (10) yn 'e figuer.

Wêr: f1 is de enerzjyomsettingskoëffisjint, f1≤1; Q is de waarmte ynfier krêft, W; μ is de enerzjy peak posysje, dy't meastal leit yn it sintrum fan it ring gebiet, dat is, μ = (R + r) / 2; a is 1/2 fan 'e ringbreedte, dat is (Rr)/2; R en r binne de bûtenste diameter en ynderlike diameter fan de ring spot, mm; c is de djipte fan 'e ljochtboarne, mm. De oanbelangjende parameters fan de waarmte boarne model waarden bepaald eksperiminteel, en it model waard laden basearre op de COMSOL software te simulearjen de transient temperatuer fjild ferdieling en termyske syklus kromme fan de ring laser cladding. De temperatuerpik en peakdelling sakje en ferheegje respektivelik fanwege waarmteakkumulaasje en waarmtegelieding. As de laachhichte tanimt, wurdt it temperatuerstigingsgebiet fan 'e ôfsette laach flak.

Gearfetsjend, de tapaslike omjouwings fan ferskate breed brûkte laser waarmte boarne modellen wurde gearfette yn Tabel 1. Yn de temperatuer fjild simulaasje, de temperatuer fjild distribúsje trends krigen troch ferskate modellen binne fergelykber, allegear yn 'e foarm fan elliptyske kometen, en it wichtichste ferskil is de ferskillende hege temperatuer gebieten; yn 'e streamfjildsimulaasje is de algemiene ferdieling fan' e smelte poolstreamfjild krigen troch ferskate waarmteboarnemodellen ferlykber, en it hege snelheidsgebiet is ek konsintrearre yn it sintrum fan 'e smelte swimbad. It wichtichste ferskil is dat de smelte pool grutte is oars, en de waarmte boarne model mei mear ferspraat enerzjy distribúsje krijt lytsere melting djipte en breedte. Omdat it proses parameters binne kompleks yn de eigentlike cladding proses, Tabel 1 is allinnich foar referinsje, en de waarmte boarne model moat wurde ridlik selektearre neffens de eigentlike eksperimintele betingsten.

3 Undersyk foarútgong fan frije floeibere oerflak yn numerike simulaasje fan laser cladding

Yn de laser cladding proses, de frije floeibere oerflak fan it smelte swimbad is yn direkte kontakt mei de loft, dat wurdt benammen beynfloede troch de oerflak spanning en direkt bepaalt de grutte profyl fan de cladding laach. Op it stuit omfetsje de mainstreammetoaden foar it bestudearjen fan it frije oerflak fan it smelte swimbad de Level Set-metoade basearre op fêste rasters, de Volume of Fluid-metoade, de Coupled Level Set-metoade en de Volume of Fluid-metoade, de Phase Field-metoade, en de Willekeurige Lagrangian-Euleriaanske metoade basearre op bewegende rasters.

3.1 Level Set Metoade

De Level Set (LS) metoade, ek wol bekend as de isosurface-funksjemetoade[49], brûkt in ôfstânfjildfunksje om de dynamyske ynterface te beskriuwen. De Level Set-metoade waard oarspronklik foarsteld om de ynterface fan multiphase flow te studearjen, en wurdt no ek brûkt yn ôfbyldingsherkenning, ynterface rekonstruksje en oare fjilden. Liu et al.[50] brûkte de Level Set-metoade om it frije oerflak fan it smolten metaal te folgjen yn selektyf lasersmelten en fûn dat de ynstabile fersteuring feroarsake troch de feroaring fan oerflakspanning lokale depresjes op it oerflak fan 'e smelte swimbad feroarsake, wêrtroch't de oerflakruwheid fan' e bekleding beynfloede. laach nei foarmjen. De numerike dissipaasje fan 'e LS-metoade is lykwols relatyf serieus by berekkening, dy't gefoelich is foar massa-net-konserveringsproblemen.

3.2 Folume fan Fluid Metoade

De metoade Volume of Fluid (VOF) beskriuwt de frije ynterface troch it definiearjen fan in folumefraksjefunksje, en rekonstruearret de ynterface troch it oplossen fan de folumefraksje yn in inkeld raster. De VOF-metoade hat bettere massabehâld as de LS-metoade. Ye Chen [51] simulearre en foarsizze de grutte profyl fan de cladding laach fan laser cladding basearre op de VOF metoade, en ferifiearre de simulaasje resultaten troch ortogonale eksperiminten. De fergelikingsresultaten fan 'e trije groepen gegevens, nammentlik smelthichte, smeltdjipte en ferwetteringsnivo, lieten in ôfwiking binnen 10% sjen, wat de krektens fan it numerike model bewiisde. De krektens fan 'e frije ynterface konstruearre troch de VOF-metoade is lykwols net heech genôch, en de stream yn' e normale rjochting fan 'e ynterface kin net sekuer folge wurde [52]. Wen Baoxian et al. [53] oprjochte in lichem waarmte boarne model fan laser enerzjy distribúsje yn it poeder bed basearre op de fuortplanting wet fan de ljocht beam yn it poeder medium basearre op de floeiende software, en feroare de klassike VOF metoade, en foarstelde in VOF metoade dy't kin wurde brûkt om it ynstoartfenomeen te simulearjen nei it smelten fan poeder. De berekkeningsresultaten litte sjen dat de feroaring yn it folume fan 'e poederlaach it temperatuerfjild en it snelheidsfjild fan' e smelte swimbad en har omjouwing beynfloedzje, lykas de definitive morfology fan it wurkstik.

3.3 Coupled Level Set Metoade en Fluid Volume Metoade

De Coupled Level-set mei VOF (CLSVOF) metoade kombinearret de foardielen fan 'e LS-metoade en de VOF-metoade, en hat goede ynterface-rekonstruksje-krektens en massabehâld. Wei et al. [54] kombinearre de LS-metoade en de VOF-metoade om in keppele multifasestreammodel foar te stellen om de waarmte- en massaoerdracht te studearjen tidens laser-hotdraaddeposysje en de stream fan it frije oerflak. It model kin de subtile fluktuaasjes fan 'e gas / floeistof-ynterface fange sa lyts as sawat 0.03 mm. Wang Xiangyu et al. [55] brûkte de CLSVOF-metoade om de feroaring fan it frije floeibere oerflak fan it smelte swimbad te foarsizzen, analysearre de massaoerdracht binnen it smelte swimbad en stelde in multifase-streammodel foar foar it simulearjen fan de mikrostream fan laserbeklaaiïng fan heterogene materialen. De ôfwikingen tusken it eksperimint en de simulaasje wiene binnen 9%. Dêrneist, op it mêd fan selektyf laser melting, Thorsten Heeling et al. [56] fêstige in numerike simulaasje model fan it smelte swimbad basearre op de CLSVOF metoade. By it analysearjen fan de smelte poolgrutte krigen troch simulaasje en eksperimint, waard fûn dat de ôfwiking fan 'e smelte pool djipte tanommen mei de ferheging fan skennen snelheid, wylst de ôfwiking fan' e dwerstrochsneed grutte fermindere mei de ferheging fan skennen snelheid.

3.4 Fase Field Metoade

De metoade fan Phase Field (PF) is basearre op 'e Ginzburg-Landau teory en lost de transiente feroarings fan' e ynterface op troch differinsjaalfergelikingen [57]. Oars as de VOF-metoade fereasket it gjin rekonstruksje fan 'e ynterface. Yn ferliking mei de LS-metoade fereasket it gjin ferfeelsume inisjalisaasje fan 'e ôfstânfunksje. De berekkening bedrach is relatyf lyts, en it hat unike foardielen yn it omgean mei frije floeibere oerflak problemen mei lytsere skalen of hege oerflak spanning gefoelichheid. Jin et al. [58] oprjochte in twadiminsjonale numerike simulaasje model fan laser poeder bed melting basearre op de faze fjild metoade en fûn dat de Marangoni effekt sil feroarsaakje bubbels te foarmjen yn it raand swimbad. It omsmeltingsproses en it fergrutsjen fan de laserkrêft kinne helpe by it eliminearjen fan poaren, lykas werjûn yn figuer 22.

3.5 Willekeurige Lagrangian en Euler metoaden

De Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) metoade folget de dynamyske ynterface fia de ynterface bewegingsfunksje. It kombinearret de foardielen fan de twa beskriuwingsmetoaden, Lagrangian en Eulerian, en hat fanselssprekkende foardielen yn it omgean mei hege-precision frije floeibere oerflak en floeistof-solid coupling problemen. Op basis fan de ALE-metoade, Tian et al. [59] brûkte COMSOL software foar in fêststellen fan in waarmte oerdracht en floeistof flow einige elemint model mei dêryn meardere fysike parameters, en ûndersocht de ynfloed fan ferskate proses parameters op de ferwatering taryf en de mjitkunde fan it smelte swimbad. De resultaten litte sjen dat binnen in bepaald berik de ferwetteringsrate lineêr relatearre is oan de relative enerzjy-to-massa-ferhâlding. Derneist, mei de ferheging fan 'e relative enerzjy-to-massa-ferhâlding, beselskippe troch de stream fan' e floeistof yn 'e smelte swimbad, feroaret de bôgefoarmige fêste-flüssige ynterface oan' e boaiem fan 'e smelte swimbad stadichoan fan ûndjip nei djip, lykas werjûn yn figuer 23. Gan et al. [60] fêstige in multiphase waarmte en massa oerdracht model foar laser direkte deposition, en brûkte de ALE metoade basearre op dynamyske mesh technology te folgjen de dynamyske feroarings fan de smolten swimbad oerflak, en berekkene it smolten swimbad grutte profyl en gearstalling distribúsje, wat oanjout dat convection is it wichtichste meganisme fan massa oerdracht fan alloy eleminten yn it smelte swimbad.
Gearfetsjend wurde de foardielen en neidielen fan 'e boppesteande metoaden foar fergese floeibere oerflak tracking gearfette yn Tabel 2.

4 Ferifikaasje fan laser cladding smelte pool simulaasje model

Yn 'e stúdzje fan numerike simulaasje fan laserbekleding is it needsaaklik om in ridlik numerike analysemodel te fêstigjen en it model te ferifiearjen. De hjoeddeiske model ferifikaasje is benammen troch de oankeap fan smelte pool temperatuer, byld en oare sinjalen, mei help fan kompjûter technology foar sinjaal ferwurking, en op it lêst fergelykjen en ferifiearjen mei temperatuer fjild en stream fjild simulaasje gegevens.

4.1 Temperatuer fjild ferifikaasje

Laser beklaaiïng smelte pool temperatuer opspoaren is ferdield yn kontakt detection en non-kontakt detection [62]. Faak brûkte kontakttemperatuerdeteksje is benammen troch temperatuermjitting fan thermocouple, en it temperatuersensing-elemint is yn direkt kontakt mei it te mjitten doel. It foardiel is ienfâldige operaasje en hege opspoaringsnauwkeurigheid. Li Yanmin et al. [63] brûkt thermocouples te mjitten de temperatuer fan it substraat, en kombinearre mei numerike simulaasje te analysearjen de temperatuer distribúsje binnen de smelte swimbad, en krige likernôch de temperatuer feroaring fan de smelte pool. Sûnt de temperatuer yn it sintrum fan 'e laser beklaaiïng smelte swimbad is te heech, de temperatuer sensing elemint kin net mjitte de temperatuer yn it sintrum fan' e smolten swimbad, en de lange-termyn hege-temperatuer wurkomjouwing sil sterk ferminderjen de libbensdoer fan 'e detection apparatuer. Dêrom, de hjoeddeiske mainstream smelte swimbad temperatuer opspoaren oannimt net-kontakt temperatuer mjitting. De net-kontakt temperatuer mjitting fan de laser cladding smolten swimbad benammen omfiemet monochrome temperatuer mjitting, colorimetric temperatuer mjitting, en ôfbylding sinjaal oanwinst en temperatuer mjitting fia CCD [64]. Peng Cheng et al. [65] brûkte ANSYS-software om de temperatuerfjildferdieling te simulearjen tidens it bekledingsfoarmingsproses fan tinne muorre fan titaniumlegering, en ûntwurp in holle ring laserbeklaaiïng smolten swimbadtemperatuer online deteksjesysteem mei in twakleurige termometer, mjitten de eigentlike temperatuer, en ferifiearre de simulaasje resultaten. De resultaten litte sjen dat as de ôfsettingslaach omheech accumulearret, it ferskynsel fan waarmteakkumulaasje serieuzer wurdt. Forien et al. [66] ûntwurp in in-situ deteksjesysteem foar it smelte swimbad yn it smeltproses fan laserpoederbed mei help fan hege temperatuer-diodetemperatuermjitting en hege snelheidsôfbyldingstechnology. Se fûnen dat de feroaring yn it pyrometer-sinjaal relatearre wie oan it poarfoarmingsgebiet, en de kâns op poarfoarming sterk tanommen yn it oergongsgebiet fan hege temperatuersignalen (5% ~ 95%).

4.2 Flow fjild ferifikaasje

De ferifikaasje fan it streamfjild fan it smelte swimbad omfettet benammen twa soarten: deteksje yn situ en net-yn-situ deteksje. In-situ-deteksje brûkt benammen in CCD-kamera as in CMOS-kamera om it oerflakmorfologyôfbylding te krijen fan it real-time smelte swimbad tidens it laserbeklaaiingsproses. Nei byldferwurking wurdt it fergelike mei de simulaasjegegevens foar ferifikaasje. Wirth et al. [67] ûntwurpen in laser cladding hoyhastighetskamera image online acquisition systeem (lykas werjûn yn figuer 24) te krijen de stream wet fan it smelte swimbad oerflak en de dieltsje beweging snelheid. De analyze fûn dat de pleatslike streamrjochting fan it smelte swimbad wurdt beynfloede troch de prosesparameters en hat in bepaalde willekeurigens. Yn de measte numerike simulaasjes, de oanname dat de floeistof yn de smelte swimbad is laminar flow sil hawwe in bepaalde ynfloed op de simulaasje resultaten. Huang Jiankang et al. [68] brûkte dieltsje tracing metoade kombinearre mei smolten pool spegel imaging systeem foar in stúdzje de stream gedrach fan TIG welding smelte pool oerflak. Troch it kalibrearjen fan de mapping relaasje tusken de werklike smolten swimbad breedte en de pixel breedte fan 'e fideo gegevens, se berekkene dat de trochstreaming snelheid fan' e smolten swimbad oerflak wie likernôch 12 mm / s (304 RVS) en 15 mm / s (Q235 carbon) stiel). Non-in-situ detection detektearret benammen de grutte profyl en meganyske eigenskippen fan de eksperimintele gebrûk, en dan fergeliket se mei de simulaasje gegevens foar ferifikaasje. Wu Jiazhu [68] studearre de waarmte stream oerdracht meganisme fan laser direkte metaal ôfsetting proses, mjitten de stekproef melting djipte en deposition laach hichte krigen troch it eksperimint, en fergelike se mei de smolten pool foarm profyl gegevens krigen troch simulaasje, ferifiearje dat it model hat in hege foarsizzing krektens (≥95%).

5 Gearfetting en Outlook

It temperatuerfjild en de streamfjildsimulaasje fan laserbeklaaiïng binne befoarderlik foar it iepenbierjen fan de metallurgyske dynamyske skaaimerken fan it smelte swimbad, mar d'r binne noch de folgjende problemen:

1) Yn 'e stúdzje fan' e simulaasje fan 'e smelte poolstreamfjild binne de grinsbetingsten net perfekt. Yn 't algemien wurde allinich de oerflakspanning, swiertekrêft en drijfkracht fan' e smelte swimbad beskôge foar de krêften op 'e floeistof yn' e smelte swimbad, en de druk fan it beskermjende gas en de ynfloed fan 'e net-smelte poederdieltsjes op it smelte swimbad wurde minder beskôge. .

2) Yn it proses fan it bestudearjen fan de feroaringen yn it temperatuerfjild en it streamfjild yn 'e smelte swimbad, sille guon gelearden de foarm fan' e bekledingslaach foarôf ynstelle of oannimme dat it smelte swimbad yn it fleantúch leit by it fêststellen fan it einige elemintmodel , wylst negearje it frije oerflak fan 'e raand pool flüssigens / gas, dy't beheint de krektens fan dizze modellen foar de analyze fan de smelte swimbad beweging en floeibere / gas ynterface, likegoed as de stúdzje fan de stream meganisme fan de smelte pool.

3) De measte stúdzjes binne basearre op horizontale substraten, mar de dielen dy't moatte wurde reparearre binne faak kompleks yn foarm en op net-horizontale basis oerflakken. Dêrom, laser cladding op net-horizontale basis oerflakken nedich fierder ûndersyk.

Mei it each op de boppesteande tekortkomingen wurde de folgjende ferbetteringsmaatregels foarsteld.

1) Ferbetterje de grinsbetingsten. De shielding gas druk wurdt mjitten eksperiminteel, kwantifisearre en tafoege oan it oerflak fan it smelte swimbad as grins betingst.

2) Ferbetterje it numerike model. It simulaasjeûndersyk fan it poederstreamfjild fan 'e laserbeklaaiïng is al heul folwoeksen. Wy kinne besykje it diskrete fazemodel te kombinearjen om tagelyk poedermaterialen ta te foegjen om de beklaaiïnglaach te foarmjen tidens it simulaasjeproses en in gaadlik multiphase flow-warmte- en massaferfiermodel te fêstigjen.

3 rjochting.