轧辊搭接激光表面熔凝数值分析

采用大型有限元分析软件SYSWELD建立了三维有限元模型,对轧辊搭接激光熔凝过程进行了数值模拟,考察了搭接激光熔凝的热循环和温度变化率,分析了不同搭接量对材料熔凝层的相变和残余应力的影响。结果表明,轧辊经过搭接激光熔凝后,搭接区经历两次激光扫描成为二次重熔区,搭接区边界带发生了回火;随着搭接量增大,熔凝层的宽度变窄,但对熔凝-相变区马氏体组织含量的影响不大,其马氏体体积分数都超过了90%;熔凝-相变区获得较大的压应力,热影响区为拉应力。改变搭接量不能消除拉应力,但是选择合适的搭接量,能使拉应力幅值减小。在该实验条件下,选择3 mm的搭接量,能获得较理想的应力分布,并与工艺试验结果进行了比较,轧辊表面轴向残余应力计算结果和实验测量值基本吻合。