Численное моделирование процесса лазерной сварки стыковых соединений сталей толщиной 1...12 мм - page 10

Рис
. 2.
Схема рефракции лучей лазерного пучка вследствие различия фазовых
скоростей волнового фронта в соседних ячейках рассматриваемого слоя среды
канала
рассматриваемом слое среды
,
и проследить рефракцию луча как откло
-
нение от первоначального направления
,
определяемого углом
β
k
,
в слое
толщиной
h
(
рис
. 2),
где введены следующие обозначения
:
I
k
вектор
интенсивности лазерного луча
,
падающего на ячейку с номером
k
под
углом
β
k
;
v
ф
k
1
,
v
ф
k
векторы фазовых скоростей волнового фронта
в ячейках с номерами
k
и
(
k
1)
;
R
величина изменения угла па
-
дения вектора интенсивности вследствие различия фазовых скоростей
волнового фронта в соседних ячейках
:
k
=
dv
ф
dy
h
v
ф
k
1
,
(12)
где
dv
ф
/v
ф
k
1
относительное изменение скорости волнового фронта
лазерного излучения на боковых гранях ячейки
;
dy
горизонтальный
размер ячейки разбиения
;
h
толщина слоя среды канала
.
Физические процессы на стенках канала
.
Граничные условия за
-
дачи
(
взаимодействие среды со стенками канала
)
определяют передачу
энергии стенкам от среды
,
поступление порций испаряемого металла в
обратном направлении и движение фронтов испарения и плавления в
материале
.
Фазовый переход расплав
среда рассматривается в рамках модели
изотермического скачка
”.
Температура жидкой прослойки на фрон
-
те испарения
T
w
при нормальных условиях
(
p
0
= 1
атм
)
принимает
-
ся равной
T
0
= 2000
K.
Коэффициент отражения поверхности распла
-
ва
(
λ
= 10
,
6
мкм
)
R
r
при данной температуре принимается равным
0,4 [21].
Полагаем
,
что все процессы на стенках канала определяются сум
-
марным энергетическим воздействием поглощенной доли нормальной
составляющей лазерного излучения
q
w
из
-
за очевидной малости тан
-
76 ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Машиностроение
”. 2005.
3
1,2,3,4,5,6,7,8,9 11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,...21
Powered by FlippingBook