金屬激光焊接粒子遷移和蒸發(fā)

發(fā)布時(shí)間：2014-12-01 | 來(lái)源：星鴻藝激光焊接運(yùn)營(yíng)部 | 分享：

  (1)激光焊接加熱與蒸發(fā)模型  高頻感應(yīng)加熱是一種表面加熱方式，然而因?yàn)槠浼訜崦娣e較大、熔體攪動(dòng)劇烈、熔池內(nèi)的溫度均勻性較好，所以也可稱其為體熱源。激光加熱則是一種高能量密度輸入的點(diǎn)加熱方式，其特點(diǎn)是局部高加熱速度、高溫度。考慮到激光焊接機(jī)金屬蒸發(fā)是在高溫下進(jìn)行的，受激光加熱的影響大，因此在分析中以激光加熱為中心來(lái)進(jìn)行。
   在研究中，先用激光焊接機(jī)高頻感應(yīng)將金屬固體加熱熔化后再引入激光，因此激光直接與金屬液體作用。被金屬液體表面吸收的激光能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃�，熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)或隨熔體的流動(dòng)而擴(kuò)散到熔體其他部位，從而使得材料表面溫度迅速上升，達(dá)到汽化溫度時(shí)，材料表面發(fā)生汽化現(xiàn)象，即蒸氣粒子擺脫了液體的束縛。
  (2)蒸氣粒子在激光焊接機(jī)氣相中的遷移模型  從金屬液面逸出來(lái)的蒸氣粒子具有Ts（表面溫度）的麥克斯韋速率分布，而且這些汽化粒子的速度方向均是離開靶表面方向。這種各向異性的速率分布是通過(guò)蒸氣粒子相互碰撞形成的，通常認(rèn)為這種碰撞是在液面前方幾個(gè)平均自由程（pum量級(jí)）內(nèi)進(jìn)行的，這一區(qū)域稱為Knudsen層。
   Knudsen層的蒸氣在壓力下向外流動(dòng)，將激光焊接與環(huán)境氣體發(fā)生能量與動(dòng)量的交互作用，使自己的溫度、壓力、密度、運(yùn)動(dòng)速度等都發(fā)生明顯的變化。

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