【摘要】：文献中关于此数值存在很大的差异，由40%到90%都见有相关报道。本研究在模拟过程中通过模拟结果和试验结果进行对比，不断调整该值使其更符合实际。同样，激光斑点的形状以及激光斑点内部能量的分布模式也会对激光熔覆过程产生很大的影响，在本研究中采用的HIGHYAG激光头，为提高激光熔覆的效率增加斑点的面积，在激光头中加入一个专门的整形模块，其激光能量在斑点内部基本呈平均分布的趋势。
在本研究中使用的初始条件和边界条件如下。
（1）初始条件：T（x，y，z，t=0）=T0，其中T0为环境温度，数值设为20℃。
（2）在实验过程中，需要考虑各边与环境之间的对流换热和辐射换热，其中换热系数随着温度的不同而有所不同，先呈现上升趋势，最后趋于定值，如图5-16所示。
图5-16 试验中边界与环境之间换热系数
（3）模拟过程中热流密度以面热源（heat flux，功率密度F）的形式加载，其中F为材料表面吸收的功率密度：
F=ηP/A（5-11）
式中：η为激光的吸收率；A为激光光斑的面积（本研究中，激光斑点为5mm× 5mm的方形）。
在激光熔覆过程中，激光热量的有效吸收率受到很多因素的影响，包括激光功率、送粉速率、激光扫描速度和激光类型等，而激光的有效吸收率直接决定了在激光熔覆过程中输入到粉末和基体上的能量，也就改变了激光熔覆温度场的分布。文献中关于此数值存在很大的差异，由40%到90%都见有相关报道。本研究在模拟过程中通过模拟结果和试验结果进行对比，不断调整该值使其更符合实际。同样，激光斑点的形状以及激光斑点内部能量的分布模式也会对激光熔覆过程产生很大的影响，在本研究中采用的HIGHYAG激光头，为提高激光熔覆的效率增加斑点的面积，在激光头中加入一个专门的整形模块，其激光能量在斑点内部基本呈平均分布的趋势。
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