电弧增材熔池流动特性和稳定性数值模拟

利用FLUENT软件和二次开发建立电弧增材熔池三维数值模型,探究熔池热状态和流动特性对熔池尺寸及其稳定性的影响.数值模拟结果表明,电弧增材是一个快热急冷的熔池非平衡凝固过程,电弧力和马兰戈尼效应对熔池流动影响较大,且熔池内部流态以环流为主.综合分析热输入和热耗散对熔池局域温度场和流场的影响,发现熔池热状态通过影响熔体粘度、各驱动力而改变熔池流态和流速,而熔池流动则影响熔池边界和热对流,因此二者的综合作用决定了熔池几何.层间冷却能够改善沉积时熔池热耗散条件,减小热积累的影响,但同时会降低成形效率.

面向微束等离子选区熔化的在线检测系统

为解决微束等离子选区熔化过程中的自动化检测问题,开发出一套面向微束等离子选区熔化的在线检测系统.该系统以每一层的成形金属为研究对象,基于深度学习目标检测原理,对金属成形表面进行缺陷检测,并根据检测结果控制设备启停,确保每一层成形质量达到要求.同时,通过双目相机与线激光相配合,利用线阵扫描方式对成形表面形貌进行三维重建,并显示在自主开发的可视化软件上,实现缺陷检测和三维重建相结合的检测方案.实验结果表明,该系统能够快速、精确地检测出成形过程中产生的缺陷,实时性强、漏检率低,并可将结果及时反馈到系统,实现成形过程的主动、有效调控.