где
ρ
r
—
плотность расплава
;
расстояние
,
на которое смещаются вглубь
материала стенки канала за интервал времени
t
,
h
w
=
t
Z
0
ν
i
dt.
(18)
Локальные смещения фронта испарения определяют конфигура
-
цию парогазового канала в материале в процессе сварки
.
Помимо испарения
,
в модели учитывалась диссипация энергии
,
по
-
глощенной стенками канала
,
на нагрев холодного образца до темпера
-
туры плавления и образование слоя расплава
:
q
r
=
q
w
−
q
i
=
C
r
D
r
+
c
T
(
T
w
−
T
r
)
D
r
+
λ
hm
(
T
r
−
T
me
)
,
(19)
где
C
r
—
удельная теплота плавления металла
;
D
r
—
массовая ско
-
рость образования расплава
;
c
T
—
удельная теплоемкость расплава
;
T
r
—
температура плавления металла
;
λ
hm
—
коэффициент теплообмена
между расплавом и холодным металлом
;
T
me
—
температура холодного
металла
(
принимается равной
300 K).
С учетом этого
,
исходя из энергетических соображений
,
опреде
-
ляются скорости образования расплава и
,
соответственно
,
локальные
смещения фронта плавления
,
определяющие глубину проплавления
образца при лазерной сварке
,
что является технологическим выходом
модели
:
v
r
=
D
r
ρ
me
;
(20)
h
r
=
t
Z
0
ν
r
dt,
(21)
где
ρ
me
—
плотность твердого металла
.
На выходе из канала были заданы следующие условия
:
∂T
∂n
∞
=
(
T
−
T
∞
)
l
∞
;
p
=
p
∞
;
q
= 0
,
−∞ ≤
y
≤ −
r
0
;
q
=
q
0
,
−
r
0
≤
y
≤
r
0
;
q
= 0
, r
0
≤
y
≤
+
∞
,
,
(22)
где
T
∞
= 300
K
и
p
∞
=
p
0
= 1
,
013
∙
10
5
Па
—
температура и давление
окружающей среды над каналом
;
l
∞
—
эффективная длина
,
на которой
происходит теплообмен периферии моделируемой области с границей
.
78 ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Машиностроение
”. 2005.
№
3
