激光在圆柱形工件上产生的热场和激光淬火模拟

运用差分法建立了圆柱体表面激光产生热场的计算,对不同的激光分布进行了模拟研究,给出了不同尺寸圆柱形物体的热场模拟.结果表明,激光在圆柱体上产生的热场与激光强度分布、圆柱体半径大小有关,在圆柱体半径较小时,激光热处理的自冷却条件不成立,因此,如果对圆柱表面进行热处理,必须注意有临界尺寸效应,超过该临界尺寸,可以进行激光自冷却热处理,小于该临界尺寸不能用激光自淬火热处理,必须加以辅助冷却;同样,对于管状物体也必须注意热处理时自淬火条件是否满足,否则,必须采取辅助冷却手段,以便获得适当的淬火层. 在模拟的同时,用相关尺寸的圆柱形和圆管形试样进行了热处理研究,试验结果和模拟结果进行了比较,充分肯定了模拟结果的正确性.同时,从模拟结果和实验结果的误差分布可以看出,激光热处理时,如果吸收层的不稳定会带来模拟和试验控制的困难,因此,除了研究模拟问题外,必须解决激光在试样表面的稳定吸收问题,否则,模拟结果和实验结果是不可预计的.(PE4)