激光粉床熔融成形AZ91D元素烧损及原位监测研究
摘要：
为解决激光粉床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)成形镁合金时元素烧损实时监测方法缺乏、元素烧损规律不明的问题,设计并搭建了 LPBF成形纹影成像系统,配合高速摄影系统实时原位观察了不同工艺参数下LPBF成形AZ91D镁合金金属蒸汽的产生及演变过程,结合理论分析和LPBF成形三维试样的成分测试结果,获得了其元素烧损规律.研究结果表明:LPBF成形AZ91D镁合金时,熔池上方产生金属蒸气,其主要成分为Mg元素,发生了强烈的选择性元素烧损,其质量分数从原始粉末的91.61％下降到86.04％～88.95％,A1的质量分数从7.52％上升至9.89％～12.77％.LPBF成形过程中产生的金属蒸气总量由单位时间内产生的金属蒸气量和作用时间决定.单位时间内产生的金属蒸气量随输入的激光能量增加而增加,其中激光功率影响很大,而扫描速度的影响很小,其对金属蒸气总量的影响主要是通过影响辐照时间来实现.Mg元素的烧损率为24.65％～40.89％,金属蒸气产生量与烧损率随工艺参数的变化一致,随激光功率线性增大,随扫描速度的增大先快速后缓慢减小.该研究对LPBF成形镁合金成分控制具有较强的指导意义.
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作者：
李飞阳,柯林达,杨旭,李高航,张宝鹏,朱海红,魏恺文
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刊名：
应用激光
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年期：
2025.10
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