本研究采用1064nm连续激光快速加热钛合金表面，实现表面薄膜的制备。通过扫描电镜、能谱、XRD等测试方法，研究不同参数条件下，包括功率、扫描速度参数，制备的钛合金表面氧化层形貌、微观组织、氧化层厚度的变化。并通过有限元模拟，结合实验对照的方法，计算分析不同激光工艺参数扫描钛合金表面时温度场的变化。本文主要结论如下：
本文的主要结论是：
1． 研究了不同激光加工工艺下，Ti6Al4V钛合金表面氧化层的表面形貌、微观组织和相组成。在大气气氛下，当激光功率500w，扫描速率小于15mm/s时，钛合金表面发生熔化，表面产生一层由TiO₂和TiN组成的薄膜，组织致密且与基体紧密连接，厚度约为2μm。当扫描速率增大到20mm/s，钛合金表面不发生熔化，生成的薄膜存在较多裂纹等，组成相主要为TiO₂，厚度约为1μm。
2．采用高斯分布的表面热源，建立有限元模型，模拟激光加热钛合金表面时的温度场分布。通过激光加热后的钛合金表面形貌和截面微观组织，分析加热过程中的温度，并与模拟结果进行对比，验证有限元模型的有效性。
3． 采用该验证后的有限元模型，模拟重复扫描的方式对钛合金表面的加热效果。模拟结果表面，通过重复扫描可以提高表面温度，并且随着扫描间隔时间的缩小，表面温度逐渐增加。在相同线能量时，扫描速度越快，能量越大，由于能量在表面沉积的原因，此工艺下获得的钛合金表面温度越高。通过有限元的模拟，可以指导氧化层制备的激光参数。
 

钛合金,氧化层,激光