《表1 数值模型验证实验所采用的不同工艺参数》

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《电弧增材制造TC4钛合金宏观晶粒演化规律》

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利用有限元模拟软件ANSYS的APDL语言，可以减少大量重复工作。整个过程都是参数化设计，根据基板和沉积层尺寸建立几何模型，然后采用合适单元格尺寸进行网格划分，同时使用者只需给出扫描路径、热物性参数以及各工艺参数，程序就会自动完成以上各项设定，利用生死单元技术进行循环计算。依据熔池边界准则，在一定的热输入条件下，改变热源形状参数，当该组采用的形状参数模拟的熔池固-液边界线和基板重熔区边界线一致时，则认为该形状参数用于该热源模型是准确合理的。TC4钛合金的熔点为1 660℃，α相溶解温度在750℃左右，当温度低于750℃时，α相基本没有变化，故本工作在验证过程中认为基板重熔区边界温度为1 660℃，热影响区边界温度为750℃，采用表1所列工艺参数进行单道单层实验并以此调节模拟参数，具体的工艺参数包括焊接电流（Welding current）、焊接速度（Travel speed）和送丝速度（Wire feeding speed）。根据实验结果对双椭球热源形状参数进行调整，并将单道单层截面实际熔池形状以及其热影响区范围与数值模拟进行对比，最终对比结果基本吻合。单道单层截面数值模拟与实验结果对比如图2所示，说明双椭球模型形状参数选用基本正确。