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决方案优化:移动点-线热源解决方案

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于温度具有可加性,可以很方便地添加点源解以及线源解,因此可以模拟线源的Fresnel吸收以及线上任意位置点源的等离子体吸收。图5.10展示了实验观测熔化区域与计算区域的相符合程度,这使人们能够更深入地理解等离子吸收以及Fresnel吸收造成的功率损失比例。Dowden等人[15]对此进行了进一步的推广,他们发现,如果认为逆韧致辐射吸收的能量近似等于激光烧蚀过程造成的能量损失,那么焊接过程中的穿透深度主要由菲涅尔吸收以及热传导损失决定。

决方案优化:移动点-线热源解决方案

由于温度具有可加性,可以很方便地添加点源解以及线源解,因此可以模拟线源的Fresnel吸收以及线上任意位置点源的等离子体吸收。这些解已被Steen等人[14]求出。

图5.10展示了实验观测熔化区域与计算区域的相符合程度,这使人们能够更深入地理解等离子吸收以及Fresnel吸收造成的功率损失比例。Dowden等人[15]对此进行了进一步的推广,他们发现,如果认为逆韧致辐射吸收的能量近似等于激光烧蚀过程造成的能量损失,那么焊接过程中的穿透深度主要由菲涅尔吸收以及热传导损失决定。取平均菲涅尔吸收系数R′=0.79,他们推导出匙孔直径r的表达式

-2(1-R′)[P0/r0][r/r0](1-2R′(dr/dz)=2πk[Tv-T0]cyl(r/2L

这里

P0——作用到表面的功率(W);(www.xing528.com)

r0——锁孔表面处的直径(m);

cyl——基于贝赛耳函数的函数;

L——连接强度,k/ρuC,(m)。

这个一阶微分方程边界条件r(0)=r0。对方程从z=0到d积分,可以求出激光的穿透深度。该工作得出许多有价值的结果,其中最令人惊奇的一个发现是:最大穿透深度处匙孔的直径rd=r0/3,即为表面直径的1/3。这个事实与匙孔壁一次反射的几何位置相一致。

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