Science intensive technologies in mechanical engineering Science intensive technologies in mechanical engineering Наукоёмкие технологии в машиностроении 2223-4608 49664 10.30987/2223-4608-2022-4-25-33 Аддитивные технологии и лазерная обработка Additive technologies and laser processing Аддитивные технологии и лазерная обработка Experimental and numerical study of heat transfer in the cultivation of thin-walled parts by coaxial laser melting Экспериментальное и численное исследование теплообмена при выращивании тонкостенных деталей методом коаксиального лазерного плавления Холопов Андрей Андреевич Holopov Andrej Andreevich holopiy@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Бинков Иван Игоревич Binkov Ivan Igorevich crockinline@yandex.ru Мианджи Захра Mianji Zahra mianji@bk.ru

аспирант технических наук;

graduate student of technical sciences;

 Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана Bauman Moscow State Technical University Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана Москва Россия Bauman Moscow State Technical University Moscow Russian Federation 29 04 2022 29 04 2022 2022 4 25 33 05 04 2022 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/49664/view

Проведено численное моделирование теплового поведения тонкостенной детали из аустенитной нержавеющей стали 316L при выращивании методом коаксиального лазерного плавления с переменной и постоянной мощностью лазера. Работа проводилась с целью исследования влияния количества слоев наплавленного металла и радиуса их кривизны на тепловые поля в зоне выращивания и объем ванны расплава.

Computer modeling of the thermal behavior of a thin-walled part made of austenitic 316L stainless steel, grown by coaxial laser melting with variable and constant laser power, has been simulated. The conducted work was aimed at investigating the effect of the number of weld deposit layers and studying the influence of bending radius in heat patterns of the growing zone, taking into account a molten pool volume.

 коаксиальное лазерное плавление тонкостенная деталь численное моделирование термический цикл объем ванны расплава coaxial laser melting thin-walled part computer modeling thermal cycle molten pool volume авторы выражают благодарность НИИ КМ и ТП МГТУ им. Н.Э. Баумана за предоставленное оборудование и материалы для проведения экспериментальных исследований. the authors are grateful to the Research Institute of CM and TP Bauman STU of Moscow for the equipment and materials provided for conducting experimental research.

Григорьянц, А.Г., Шиганов, И.Н., Мисюров, А.И., Третьяков, Р.С. Лазерные аддитивные технологии в машиностроении. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. Grigoryants, A.G., Shiganov, I.N., Misyurov, A.I., Tre-tyakov, R.S. Laser additive technologies in mechanical engi-neering. Moscow: Publ. House of Bauman Moscow State Technical University, 2018 Shojarazavi, R. Additive construction with direct laser deposition, First. Tehran: Malek-Ashtar University of Technology, 2019. Shojarazavi, R. Additive construction with direct laser deposition, First. Tehran: Malek-Ashtar University of Tech-nology, 2019 Direct Laser Fabrication process with coaxial powder projection of 316L steel. Geometrical characteristics and microstructure characterization of wall structures / H.El. Cheikh, B. Courant et al. // Opt. Lasers Eng. - 2012. - vol. 50, no. 12, pp. 1779 1784. Direct Laser Fabrication process with coaxial powder projection of 316L steel. Geometrical characteristics and mi-crostructure characterization of wall structures / H.El. Cheikh, B. Courant et al. // Opt. Lasers Eng. - 2012. - vol. 50, no. 12, pp. 1779-1784. Toyserkani, E., Khajepour, A., Corbin, S. Laser Cladding // Laser Cladding, 2017. vol. 11, no. 2. Toyserkani, E., Khajepour, A., Corbin, S. Laser Clad-ding // Laser Cladding, 2017. vol. 11, no. 2. Numerical simulation of thermal behavior during laser direct metal deposition / G. Zhu, A. Zhang et al. // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2011. - vol. 55. - no. 9-12, pp. 945-954. Numerical simulation of thermal behavior during laser direct metal deposition / G. Zhu, A. Zhang et al. // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2011. - vol. 55. - no. 9-12, pp. 945-954. Liu, Y., Zhang, J., Pang, Z. Numerical and experimental investigation into the subsequent thermal cycling during selective laser melting of multilayer 316L stainless steel // Opt. Laser Technol., 2018, vol. 98, pp. 23-32. Liu, Y., Zhang, J., Pang, Z. Numerical and experimental investigation into the subsequent thermal cycling during selec-tive laser melting of multi-layer 316L stainless steel // Opt. Laser Technol., 2018, vol. 98, pp. 23-32. Мианджи, З., Холопов, А.А. Численное и экспериментальное исследования тепловых процессов при выращивании тонкостенных деталей методом коаксиального лазерного плавления металла из нержавеющей стали 316L // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2021. - Вып. 7. - С. 19-29. Miandzhi, Z., Kholopov, A.A. Numerical and experi-mental studies of thermal processes in the cultivation of thin-walled parts by the method of coaxial laser melting of metals made of 316L stainless steel / News of higher educational in-stitutions, Mashinostroenie, 2021, Issue 7, pp. 19-29. Хоменко, В. Сопряженные процессы теплопереноса, конвекции и формирования микроструктуры при лазерной наплавке с коаксиальпой подачей металлических порошков: автореферат. дис. канд. тех. наук. Москва, 2019. Khomenko, V. Adjoint processes of heat transfer, con-vection and microstructure formation during laser surfacing with coaxial feeding of metal powders. Extended Abstract of Ph.D. Thesis, Moscow, 2019. Мианджи, З., Таксанц, М.В., Холопов, А.А. Регрессионные модели показателей технологического процесса послойного выращивания изделия из порошка стали 316L методом коаксиального лазерного плавления // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2021. - Вып. 6. - С. 13-22. Miandzhi, Z., Taxants, M.V., Kholopov, A.A. Regres-sion models of technological process indicators for layer-by-layer cultivation of a 316L steel powder product by coaxial laser melting / News of higher educational institutions, Mashi-nostroenie, 2021, Issue 7, pp. 19-29. Захра, М., Холопов, А.А., Мисюров, А.И., Мельникова, М.А. Особенности получения тонкостенных структур из нержавеющей стали методом коаксиального лазерного плавления: Сборник Электронно-лучевая сварка и смежные технологии. Материалы третьей международной конференции. - 2020. - С. 350-357. Zahra, M., Kholopov, A.A., Misyurov, A.I., Melniko-va, M.A. Features of obtaining thin-walled structures from stainless steel by coaxial laser melting. / Electron beam weld-ing and related technologies. Proceedings of the Third Interna-tional Conference, 2020, pp. 350-357.