CCN_600_5 · 612 W · 1100 mm·min⁻¹ · med 网格 · η 0.45 · t = 200 ms

熔池最深点追踪

整条仿真道的纵剖视图,7.6 mm 域全长。深色是已经定型的熔合边界——金相切片看到的就是它; 橙色是此刻仍是液态的熔池。光斑后方分三个区,边界都标了出来。 熔深与熔宽都还在沿道增长,尚未稳定。

全域纵剖面

纵向放大 倍。拖动滑块看熔池沿道前进,深色的熔合记录在它身后固定下来。

t = 200.0 ms

一个横截面,在光斑走过之后经历什么

盯住道上固定的一个横截面,从光斑正好压到它的那一刻开始计时。距离用扫描速度 18.333 mm/s 换算。

0 – 42 ms

还在往外熔

光斑已经走过去了,热量却还在往下、往两边传,熔化前沿继续往外推。 熔池在这 42 ms 里一直变大,到第 42 ms 达到这辈子最大的一次

42 ms 起

掉头,开始凝固

前沿停止外推、开始回退——这一刻就是这个截面开始凝固的时刻。 金属还是液的,但它只会往里缩,再也不会熔得更远。 所以熔合边界的位置从此固定:金相切片看到的就是第 42 ms 那一圈

104 ms

凝固完成

液相全部消失,截面完全变成固体。从开始凝固到凝固完,中间隔了 62 ms

最新已定型段对实测

最靠近光斑的 10 个已定型截面(x = mm,光斑经过 43–55 ms)—— 它们是道上发育得最充分的一段。不取全道中位数:那会把起弧段的浅熔池混进来,把熔深压低。 金相切片取自 ≥50 mm 道次的中段,对应的是发育充分的一段。

仿真(最新已定型段)实测金相还在变吗

熔深沿道的变化

整体一路上升(x > 3 mm 段 +12.4 µm/mm),3.66 mm 处有一个局部尖峰 158.5 µm,随后一个凹。 灰区是还没定型的一段,读数仍在长,不是最终值。虚线为实测 181.5 µm。

最深点落后光斑多少

瞬时熔池的最深点始终在光斑中心后方,从 0.36 mm 拉开到 0.62 mm。

四个读法

42 ms
这个数是实测出来的,不是假设。同一个位置 x = 3.00 mm 处的熔深,在 150 / 162.5 / 175 / 187.5 / 200 ms 五份快照上读数都是 121.1 µm,一位不差; x = 3.30 mm 同样五份都是 128.2 µm。而还没到 42 ms 的位置变得很快—— x = 4.60 mm 在这五份里从 0 长到 153.1 µm。 分界就在光斑经过后 42 ms:之前疯长,之后一动不动。
熔深
还在增长,没有稳定。 已定型段沿道的趋势是 +12.4 µm/mm(x > 3 mm 段), 折合每 12.5 ms 约 +2.8 µm。
⚠️ 我此前说过「熔深已稳定在 142 µm」,那是错的:当时可读的已定型段恰好停在 3.66 mm 那个尖峰之后的凹里,把局部的凹当成了平台。随着更多截面定型,趋势露出来是上升的。
熔宽
也在增长,而且比熔深快:+30.6 µm/mm,折合每 12.5 ms 约 +7.0 µm。 两个都在涨、宽的涨得更快,所以 D/W 还会继续往下走, 与实测 0.1863 的差距只会更大,不会更小。这是算例要跑满 250 ms 的理由。
凝固
液态区是一段连续的 2.40 mm(x = 3.252 – 5.652 mm,101 个截面),尾端在光斑后方 1.915 mm = 104.5 ms。所以:第 42 ms 开始凝固,第 104 ms 凝固完,中间 62 ms 金属仍是液的,只是前沿在往回缩而不再往外熔。 旁证:每个截面的液相格子数在光斑后 30–40 ms 达到最多(922 格), 此后一路减到 104 ms 的 0。