激光熔覆仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
激光熔覆仿真的視頻教程
繞圓柱路徑的激光焊接/熔覆/修復(fù)案例講解
纏繞圓柱體路徑的高斯移動(dòng)熱源熔覆案例，詳細(xì)講解了如何快速制作繞圓柱的“生死單元”模型，通過(guò)加載APDL和生死單元設(shè)置對(duì)圓柱管進(jìn)行修復(fù)仿真。 課程分為兩節(jié)。 第1節(jié)主要講解如何快速地進(jìn)行繞圓柱熔覆的生死單元建模； 第2節(jié)主要講解在workbench中，對(duì)纏繞圓柱路徑的激光熔覆仿真進(jìn)行詳細(xì)講解。
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3D打印仿真分析（Python實(shí)現(xiàn)多個(gè)step、生死單元，適用于焊接仿真、激光同軸送粉、激光熔覆）
ABAQUS 3D打印仿真分析 涉及3D打印基板、打印件建模，Python實(shí)現(xiàn)多個(gè)分析步step設(shè)置，Python實(shí)現(xiàn)生死單元設(shè)置，DFLUX熱源子程序設(shè)置 適用于激光同軸送粉、激光熔覆、激光近凈成形LENS、焊接仿真
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Comsol熱流相變+動(dòng)網(wǎng)格仿真激光熔覆
激光熔覆（Laser Cladding）亦稱激光熔敷或激光包覆，是一種新的表面改性技術(shù)。它通過(guò)在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，在基層表面形成冶金結(jié)合的添料熔覆層。 本次分享的案例采用comsol的熱流相變+動(dòng)網(wǎng)格仿真激光熔覆 注意：為了增加相變界面的平滑，需要加密網(wǎng)格導(dǎo)致計(jì)算需求資源較大。
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激光熔覆仿真的實(shí)例教程
comsol激光熔覆仿真模型 ￥50
<p>comsol雙橢球熱源激光熔覆仿真模型。激光熔覆粉末沉積過(guò)程中，快速熔化凝固和不同比例粉末的導(dǎo)致了熔池中復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象。以及熱行為對(duì)凝固組織和性能有顯著影響。通過(guò)三維數(shù)值模型來(lái)模擬在316L上激光熔覆過(guò)程中的傳熱、流體流動(dòng)、凝固過(guò)程。僅提供模型，按需購(gòu)買！</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202404/attachment/751a0fac3c63410c8278ee7ccdbd44a0.gif" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/751a0fac3c63410c8278ee7ccdbd44a0.gif" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/751a0fac3c63410c8278ee7ccdbd44a0.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/751a0fac3c63410c8278ee7ccdbd44a0.gif?
展開(kāi) 激光熔覆comsol三維仿真模型，涉及溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)，需要的聯(lián)系即可，原創(chuàng)模型，可提供答疑，非誠(chéng)勿擾！
COMSOL激光熔覆仿真 ￥200
<p>激光熔覆（Laser Cladding）亦稱激光熔敷或激光包覆，是一種新的<a href="https://baike.baidu.com/item/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E6%94%B9%E6%80%A7%E6%8A%80%E6%9C%AF/597555" rel="noopener noreferrer" target="_blank">表面改性技術(shù)</a>。它通過(guò)在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，在基層表面形成冶金結(jié)合的添料熔覆層。本次基于COMSOL軟件對(duì)激光熔覆問(wèn)題進(jìn)行了仿真探索。以下是兩個(gè)案例的結(jié)果：</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202108/97727b26e4b44be5bda7dfbdaad6a2ff.gif" title="Untitled1.gif" alt="Untitled1.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202108/97727b26e4b44be5bda7dfbdaad6a2ff.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202108/97727b26e4b44be5bda7dfbdaad6a2ff.gif?
展開(kāi) 一.激光熔覆特點(diǎn)
1.技術(shù)特點(diǎn)
激光熔覆最重要的特點(diǎn)是熱量集中、加熱快、冷卻快、熱影響區(qū)小，特別對(duì)不同材質(zhì)之間熔融有著其它熱源無(wú)法比擬的特點(diǎn)，也正是這一特殊的加熱和冷卻過(guò)程，在熔鑄區(qū)域產(chǎn)生的組織結(jié)構(gòu)也不同于其它熔覆（如噴焊、堆焊、普通焊接等）手段，甚至可以產(chǎn)生非晶態(tài)組織，特別是脈沖激光更為明顯。
這就是所謂激光熔覆無(wú)退火、不變形的原因，但我以為，這只是從工件整體宏觀講，而當(dāng)你對(duì)熔覆層和熱影響區(qū)進(jìn)行微觀分析時(shí)，你會(huì)看到另一種景象。
2.設(shè)備特點(diǎn)
激光熔覆，目前國(guó)內(nèi)采用兩種機(jī)型：CO2激光器和YAG激光器。前者為連續(xù)輸出，熔覆功率一般在3KW以上；YAG激光為脈沖輸出，一般在600W左右。
對(duì)于設(shè)備，一般使用者很難吃透，嚴(yán)重依賴生產(chǎn)方的服務(wù)，購(gòu)買價(jià)格昂貴，維護(hù)成本、零部件價(jià)格很高，再加上設(shè)備穩(wěn)定性和耐受性與國(guó)外比較普遍都有差距，因此，激光熔覆機(jī)一般用在特殊領(lǐng)域，普通工業(yè)制造、維修領(lǐng)域難有效益。
3.工藝特點(diǎn)
（1）前期處理
激光熔覆，一般只需將工件打磨干凈，除油，除銹，去疲勞層等，比較簡(jiǎn)單。
（2）送粉
CO2激光器功率較大，一般用氬氣送粉；YAG激光功率小，一般用自然落粉的方式。這兩種方式在熔覆時(shí)都基本在水平位置形成熔池，傾斜稍大粉末便不能正常送達(dá)，激光的使用范圍受到限制，特別是YAG激光器。
（3）從熔池形成的狀態(tài)看
由于激光的控制精度高，輸出功率恒定，且沒(méi)有電弧接觸，所以熔池大小深度一致性好。
（4）加熱快、冷卻快
影響金屬相形成的均勻度，也對(duì)排氣浮渣不利，這也是造成激光熔覆形成氣孔、硬度不均的重要原因，特別是YAG激光傾向更嚴(yán)重。
（5）材料選擇
由于不同材料對(duì)不同波長(zhǎng)激光的吸收能力不同，造成激光熔覆材料選擇限制較大，激光更適于鎳基自熔性合金等一些材料，對(duì)碳化物、氧化物的熔覆更困難一些。
展開(kāi) 超聲輔助激光熔覆利用高能超聲波在熔體中產(chǎn)生的非線性效應(yīng)，如超聲空化和聲流效應(yīng)等，來(lái)改善熔池內(nèi)增強(qiáng)體與熔體的潤(rùn)濕性，促使增強(qiáng)體在熔體中均勻分布。同時(shí)，聲流攪拌作用將空化效應(yīng)產(chǎn)生的晶核擴(kuò)散至整個(gè)熔池中，有效提高了形核率，均化了溫度梯度和成分分布，降低了偏析程度。這種結(jié)合了激光熔覆和超聲振動(dòng)的技術(shù)，可以提高熔覆層的質(zhì)量和性能。
本案例展示了超聲輔助下激光熔覆的動(dòng)態(tài)過(guò)程，仿真結(jié)果如圖所示：
該仿真模型考慮了溫度場(chǎng)+流場(chǎng)+超聲場(chǎng)+動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，感興趣的朋友，歡迎交流合作！
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激光熔覆仿真的最新內(nèi)容
COMSOL激光熔覆熔池演化模型2個(gè)月前
<p>COMSOL熔池形態(tài)演化仿真模型。考慮了相變、反沖壓力、表面張力和馬蘭格尼效應(yīng)。</p><p>物理場(chǎng)：動(dòng)網(wǎng)格+層流+流體傳熱。</p><p>僅提供模型（不包含結(jié)果文件）與參考文獻(xiàn)！</p><p>COMSOL版本：6.4</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center
這是一個(gè)增材制造的教學(xué)案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領(lǐng)域)。聲明:本cae文件為abaqus2016版本，所以僅適用于2016及以上的版本，但是在最后的壓縮包中添加了inp文件，inp文件不受版本限制，同時(shí)python腳本文件及for熱源子程序文件不受版本限制。
案例分為四種掃描方式:
1.單向掃描 2.雙向掃描 3.基于單向掃描的優(yōu)化 4.基于雙向掃描的優(yōu)化
這是一個(gè)增材制造的教學(xué)案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領(lǐng)域)。
聲明:本cae文件為abagus2016版本，所以僅適用于2016及以上的版本，但是在最后的壓縮包中添加了inp文件，inp文件、for熱源子程序不受版本限制。
這只是一個(gè)demo，所有的技術(shù)是都有展示的，只是模型精度比較差。型中的生死單元控制是利用GUI界面設(shè)置的，對(duì)于簡(jiǎn)單的增材制造模擬可能會(huì)滿足要求，但是針對(duì)需要進(jìn)行多次生死單元轉(zhuǎn)換的模型
超聲輔助激光熔覆利用高能超聲波在熔體中產(chǎn)生的非線性效應(yīng)，如超聲空化和聲流效應(yīng)等，來(lái)改善熔池內(nèi)增強(qiáng)體與熔體的潤(rùn)濕性，促使增強(qiáng)體在熔體中均勻分布。同時(shí)，聲流攪拌作用將空化效應(yīng)產(chǎn)生的晶核擴(kuò)散至整個(gè)熔池中，有效提高了形核率，均化了溫度梯度和成分分布，降低了偏析程度。這種結(jié)合了激光熔覆和超聲振動(dòng)的技術(shù)，可以提高熔覆層的質(zhì)量和性能。
本案例展示了超聲輔助下激光熔覆的動(dòng)態(tài)過(guò)程，仿真結(jié)果如圖所示：
<p>comsol雙橢球熱源激光熔覆仿真模型。激光熔覆粉末沉積過(guò)程中，快速熔化凝固和不同比例粉末的導(dǎo)致了熔池中復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象。以及熱行為對(duì)凝固組織和性能有顯著影響。通過(guò)三維數(shù)值模型來(lái)模擬在316L上激光熔覆過(guò)程中的傳熱、流體流動(dòng)、凝固過(guò)程。僅提供模型，按需購(gòu)買！
其激光熔覆仿真時(shí)聚焦光斑內(nèi)距離熱源中心r處的熱流密度為:
式中:rh是激光束在基材上形成加熱光斑的半徑。
模型建立之后, 規(guī)劃激光熱源的掃描軌跡, 設(shè)定需要重點(diǎn)分析的節(jié)點(diǎn), 設(shè)置激光的掃描速度, 光斑大小、每掃描一周后的冷卻時(shí)間, 最終經(jīng)過(guò)仿真計(jì)算后輸出各節(jié)點(diǎn)的結(jié)果。
激光單道熔覆文件
通過(guò)對(duì)比三種通用有限元仿真軟件使用生死單元模擬激光熔覆，得到的結(jié)論是COMSOL的建模效率以及計(jì)算精度相較于其他兩種可以說(shuō)是相去天淵。COMSOL模擬選用的物理場(chǎng)為固體力學(xué)和固體傳熱，傳熱物理場(chǎng)最主要的邊界是設(shè)置熱源，在視頻中的模型中，熱源為高斯面熱源，作用于計(jì)算域的上表面；固體力學(xué)物理場(chǎng)除了設(shè)置固定約束，只需在線彈性材料下添加活化并選擇熔覆層即可。最后通過(guò)熱膨脹多物理場(chǎng)將固體力學(xué)和固體傳熱完成耦合
該模型模擬激光加熱過(guò)程所涉及的溫度變化及應(yīng)力變化，數(shù)據(jù)都可以查看。
2022年9月26日，南極熊獲悉，德國(guó)弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所(Fraunhofer ILT)的工程師宣布開(kāi)發(fā)出一種新的光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)使用玻璃基板和弧焊炬，將金屬保護(hù)氣體(MSG)焊接與使用環(huán)形光束的激光堆焊技術(shù)結(jié)合在一起，從而創(chuàng)造出一種全新的制造工藝——“CollarHybrid”。
這種工藝能夠提升金屬3D打印的焊接速度和沉積速度，它結(jié)合了線材電弧增材制造（Wire Arc Additive
