процессов в канале
,
их вклад в результирующее изменение параме
-
тров среды и энергобаланс всего процесса сварки в целом
,
что сделало
рассматриваемый технологический процесс более прогнозируемым и
подконтрольным
.
В ходе вычислительных экспериментов наблюдалась последова
-
тельность протекающих в канале физических процессов
,
полученная
ранее лишь в ходе известных натурных экспериментов
[7, 9, 25].
1.
Пары металла
,
истекающие со стенок
,
формировали облако
,
рас
-
ширяющееся в направлении выхода из канала в течение
10
−
5
с
.
Не
-
смотря на некоторый нагрев паров
(
до
3500
K
под лучом
),
облако бы
-
ло прозрачно для лазерного излучения
(
картина распределения плотно
-
сти мощности в канале не изменялась
),
и энергия продолжала беспре
-
пятственно поступать к стенкам и увеличивать плотность истекающих
паров
.
2.
В области фокуса лазерного луча лавинообразно нарастали ио
-
низационные процессы в парах
(
10
−
7
с
),
и облако низкотемпера
-
турной плазмы распространялось в режиме
“
световой детонации
”
(
2
∙
10
−
6
с
)
в донную часть канала
.
Направление распространения мо
-
жет быть объяснено облегченностью условий ионизации в области по
-
вышенного давления
.
Установившиеся значения температур среды ка
-
нала варьировались в диапазоне
10 000. . . 14 000 K,
а под лучом локаль
-
ные температуры точек среды достигали значений
29 000. . . 30 000 K,
что хорошо согласуется с известными данными
[18].
Коэффициенты
поглощения среды
,
соответствующие таким температурам
,
варьиро
-
вались в диапазоне
1. . . 11
см
−
1
,
что соответствует
“
металлическому
”
поглощению лазерного излучения
.
Локальные значения
χ
некоторых
точек среды вблизи фокуса луча при достижении давлений
>
2
,
5
атм
достигали
15. . . 22
см
−
1
.
3.
Под действием избыточного давления и высоких температур в
канале формировался поток сильно ионизированной среды
(
газодина
-
мическая волна сжатия
),
устремляющийся к поверхности канала
.
По
-
ток интенсивно поглощал и диссипировал лазерное излучение в объеме
канала
.
Одновременно имела место рефракция излучения
,
проявлявша
-
яся в виде некоторого поперечного расширения и вертикального сме
-
щения фокуса луча
.
В итоге доступ тепловой энергии в нижнюю часть
канала практически прекращался
,
и
“
массовый
”
источник потока
—
ис
-
парение со стенок
— “
выключалось
”.
Достигший поверхности канала
поток выплескивался на поверхность материала
.
Продолжительность
процессов формирования потока и его выплеска составляла в сумме
10
−
4
с
.
4.
Среда канала просветлялась и в нем наблюдалось присутствие
двух противоположно направленных потоков
.
Благодаря мощному вы
-
80 ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Машиностроение
”. 2005.
№
3
