Nghiên Cứu Công Nghệ Nóng Chảy Hàn Laser

Sử dụng mô hình nguồn nhiệt kết hợp bao gồm nguồn nhiệt thân Gaussian quay và nguồn nhiệt thân elip đôi để mô phỏng sự hình thành các lỗ nhỏ trong quá trình hàn nóng chảy sâu bằng laser của hợp kim titan cũng như trường vận tốc dòng chảy của hợp kim titan là thích hợp. hồ nóng chảy hàn. Mô hình nguồn nhiệt cơ thể có thể phản ánh quá trình vật lý cơ bản của quá trình hàn nóng chảy sâu bằng laser và cũng phản ánh các đặc tính mô phỏng của phương pháp âm lượng điều khiển.
Trong quá trình hàn nóng chảy sâu bằng laser xuyên thấu hoàn toàn, đường kính của lỗ nhỏ không nhạy lắm với công suất laser, trong khi góc nghiêng của lỗ nhỏ thay đổi rất đáng kể khi tăng tốc độ hàn laser. Trong điều kiện áp suất dòng khí không đổi trong lỗ nhỏ, áp suất căng bề mặt do độ cong của bề mặt tự do của lỗ nhỏ gây ra có mối quan hệ lớn với tốc độ hàn. Với sự gia tăng tốc độ hàn, độ ổn định của lỗ nhỏ giảm dần.
Bể nóng chảy hàn nóng chảy bằng laser có tốc độ dòng chảy của bề mặt trên đạt mức tối đa, lực Marangoni tác dụng lên bề mặt của bể nóng chảy truyền nhiệt đối lưu đóng vai trò chủ đạo. Dưới tác động của nguồn nhiệt chuyển động, dòng Marangoni từ dạng đối xứng xung quanh trung tâm gia nhiệt bằng laser phát triển thành hình nòng nọc của bể tan chảy theo hướng trục dài song song với hướng hàn. Trong bề mặt bể tan chảy để chiều rộng bể tan chảy bằng 1/2 là bán kính tốc độ của "vòng tròn ảo, tốc độ dòng chảy của bể tan chảy lớn hơn, trong vòng tròn 'ảo' này, tốc độ dòng chất lỏng của bể tan chảy giảm dần. Bể hàn, tốc độ dòng chất lỏng thấp hơn đáng kể so với bề mặt của bể, nhưng lớn hơn nhiều so với giá trị tốc độ hàn. Giá trị tốc độ dòng chất lỏng ở phía sau bể tan chảy lớn hơn giá trị tốc độ dòng chảy của. kim loại bên trong bể tan chảy.
Hình dạng và kích thước của bể hàn có sự tương ứng tốt với kích thước và vị trí của dòng xoáy tốc độ dòng chảy của bể tan chảy. Dòng xoáy tan chảy là dòng chảy Marangoni và giao diện rắn-lỏng của độ giật của tác động chung của các kết quả, độ nổi và trọng lực chỉ đóng vai trò hỗ trợ. Sự tồn tại của dòng xoáy dòng chất lỏng nóng chảy, đã tăng cường đáng kể sự truyền nhiệt đối lưu giữa chất lỏng kim loại nhiệt độ cao và chất lỏng lạnh, ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước hình dạng của bể hàn.
Các thông số của luồng không khí phụ thổi vào phía hàn nóng chảy sâu bằng laser là một trong những yếu tố chính quyết định kích thước của khu vực được bảo vệ bể hàn và giảm lưu lượng khói plasma từ vụ phun trào lỗ nhỏ. Việc tăng tốc độ dòng chảy gần dòng khói plasma có lợi cho sự tản nhiệt đối lưu, từ đó làm tăng khả năng kết hợp giữa các ion plasma dương và âm, từ đó tạo điều kiện cải thiện chất lượng hàn. Có sự khác biệt lớn giữa trường dòng thành phần trong đó dòng khí phụ là heli và trường dòng trong đó dòng khí phụ là xenon. Xét về quy mô khu vực được bảo vệ, việc bảo vệ khí tốt hơn khí.