TMR | 高功率激光铝增材制造熔池的原位X射线成像研究：流体流动与气泡演化

本研究针对高功率激光铝增材制造过程中小孔模式诱发气孔的问题，采用原位X射线成像技术观测了熔池内流体流动与气泡演化行为。研究背景源于航空航天等领域对大型高性能零部件的需求，高功率增材技术能实现深熔池快速成形但易产生气孔缺陷。研究目的通过同步辐射实时观测揭示高功率条件下熔池冶金行为特征。主要结论发现：深熔小孔模式形成上下双循环流场，识别出四种气泡生成机制（自由面夹带、熔池边界、裂纹处及小孔底部）和四种演化机制（自由面逃逸、合并、小孔捕获及凝固界面捕获），并首次发现大气泡在界面捕获时会分裂成气孔与小气泡，激光关闭后熔池会涌现大量微气泡转化为气孔。该成果为优化高功率增材制造工艺提供了理论依据。