Lazerinio suvirinimo lydymosi technologijos tyrimai

Tikslinga naudoti kombinuotą šilumos šaltinio modelį, sudarytą iš besisukančio Gauso kūno šilumos šaltinio ir dvigubo elipsoidinio kūno šilumos šaltinio, kad būtų galima imituoti mažų skylučių susidarymą lazerinio giluminio titano lydinių suvirinimo metu, taip pat srauto greičio lauką. suvirintas išlydytas baseinas. Kūno šilumos šaltinio modelis gali atspindėti pagrindinį fizinį lazerinio gilaus lydalo suvirinimo procesą, taip pat atspindi valdymo tūrio metodo modeliavimo charakteristikas.
Visiškai prasiskverbiančio lazerio giluminio lydalo suvirinimo procese mažos skylės skersmuo nėra labai jautrus lazerio galiai, o mažos skylės pasvirimo kampas labai kinta didėjant lazerio suvirinimo greičiui. Esant pastoviam oro srauto slėgiui mažoje skylėje, paviršiaus įtempimo slėgis, kurį sukelia mažos skylės laisvojo paviršiaus kreivumas, turi didelį ryšį su suvirinimo greičiu. Didėjant suvirinimo greičiui, mažų skylių stabilumas palaipsniui mažėja.
Lazerinis giluminio lydymosi suvirinimas išlydyto baseino viršutinio paviršiaus srauto greitis maksimaliai, Marangoni jėga išlydyto baseino konvekcinio šilumos perdavimo paviršiuje vaidina dominuojantį vaidmenį. Veikiant judančiam šilumos šaltiniui, Marangoni srautas iš simetriškos formos aplink lazerio šildymo centrą išsivystė į lydymosi baseino ilgosios ašies krypties buožgalvio formą, lygiagrečią suvirinimo krypčiai. Lydymosi baseino paviršiuje iki lydymosi baseino pločio 1/2 kaip „virtualaus apskritimo“ greičio spindulys, lydalo baseino srauto greitis yra didesnis, šiame „virtualiame“ apskritime lydalo baseino skysčio srautas palaipsniui mažėja. suvirinimo baseine, skysčio srautas yra žymiai mažesnis nei baseino paviršius, bet daug didesnis nei suvirinimo greičio vertė. Skysčio srauto greičio vertė lydalo baseino gale yra didesnė už srauto vertę metalo greitis lydalo baseine.
Suvirinimo baseino forma ir dydis gerai atitinka lydalo baseino srauto greičio sūkurio dydį ir padėtį. Lydymosi baseinas sūkurys yra Marangoni srautas ir kietojo skysčio sąsaja bendro veiksmo rezultatų atatranka, plūdrumas ir gravitacija atlieka tik pagalbinį vaidmenį. Išlydyto baseino skysčio srauto sūkurys labai padidino konvekcinį šilumos perdavimą tarp aukštos temperatūros metalo skysčio ir šalto skysčio, o tai tiesiogiai veikia suvirinimo baseino formos dydį.
Lazerinio giluminio lydymosi suvirinimo pusės pūtimo pagalbinio oro srauto parametrai yra vienas iš pagrindinių veiksnių, lemiančių suvirinimo baseino saugomos zonos dydį ir sumažinant plazmos dūmų srautą iš mažos skylės išsiveržimo. Srauto greičio padidėjimas šalia plazmos dūmų srauto skatina konvekcinį šilumos išsklaidymą, o tai savo ruožtu padidina teigiamų ir neigiamų plazmos jonų susijungimo tikimybę, taip palengvinant suvirinimo kokybės gerinimą. Yra didelis skirtumas tarp komponento srauto lauko, kuriame pagalbinių dujų srautas yra helis, ir srauto lauko, kuriame pagalbinių dujų srautas yra ksenonas. Saugomos teritorijos dydžio požiūriu dujų apsauga yra pranašesnė už dujų apsaugą.