/p>
a2 - коефіцієнт температуропровідності металу,
- параметр, що характеризує відстань між пластинами,
?- Тривалість лазерного імпульсу,
? n - коріння рішення рівняння? /? =Ctg (?), Де? =(? · H) /? 1 (? 1 - коефіцієнт теплопровідності середовища).
Розподіл температурних полів розраховувалося за допомогою методу скінченних елементів, суть якого полягає в тому, що будь-яку безперервну величину можна апроксимувати дискретною моделлю, яка будується на безлічі кусочно-безперервних функцій, визначених на кінцевому числі підобластей.
Розрахунки температурних залежностей проводилися при різних плотностях потужності, длительностях лазерного імпульсу, відстанях між пластинами. При цьому використовувалися такі теплофізичні характеристики:
титан - щільність? =4507 кг/м3, температура плавлення tпл=1668? С, коефіцієнт теплопровідності? =21,9 Вт / (м? К), коефіцієнт температуропровідності? =1,19? 10-4 м2 / с.
Аналітичні розрахунки проводилися в припущенні, що контакт між окремими шарами не є ідеальним, тобто на межі розділу існує термічний опір, величина якого залежить від чистоти обробки поверхонь, номінального тиску між пластинами, пластичних властивостей зварюваних матеріалів і т.д. При зварюванні лазером нормальне зусилля, як правило, відсутня, і термічний опір на межі розділу матеріалів може досягати значної величини, незважаючи на високий клас чистоти поверхонь.
2.2 Дослідження впливу енергетичних і тимчасових характеристик, а також умов фокусування імпульсного лазерного випромінювання на плавлення титанових сплавів товщиною 0,5 мм
Розглянемо вплив радіуса плями лазерного випромінювання на розподіл температурного поля по глибині зразка.
Розрахунки проводилися для зразків з титанових сплавів ВТ1-0 з геометричними розмірами 1х1х0, 5 мм і ПТ7-М циліндричної форми діаметром 500 мкм і висотою 0,6 мм.
Розрахунок температурних полів для сплаву ВТ1-0 проводився в три етапи: 1 - при діаметрі плями 250 мкм; 2 - при діаметрі плями 200 мкм, 3 - при діаметрі плями 150 мкм. Тривалість імпульсу залишалася незмінна протягом усього експерименту [7].
Малюнок 5 - Просторовий розподіл температури в зразку з титанового сплаву ВТ1-0 (тривалість імпульсу 4 мс, діаметр плями 250 мкм)
На малюнку 6 наведено розподіл температурних полів у зразку зі сплаву ВТ1-0 по глибині для плями діаметром 250 мкм.
Малюнок 6 - Розподіл температури по глибині зразка для плями діаметром 250 мкм (тривалість імпульсу?=4 мс)
Малюнок 7 - Просторовий розподіл температури в зразку титанового сплаву ВТ1-0 (тривалість імпульсу 4 мс, діаметр плями 200 мкм)
Рисунок 8 - Розподіл температури по глибині зразка для плями діаметром 200 мкм (тривалість імпульсу?=4 мс)
Рисунок 9 - Просторовий розподіл температури в зразку зі сплаву ВТ1-0 (тривалість імпульсу 4 мс, діаметр плями 150 мкм)
На малюнку 10 наведено розподіл температурних полів у зразку з нержавіючої сталі 12Х18Н10Т за глибиною
Малюнок 10 - Розподіл температури по глибині зразка для плями діаметром 150 мкм (тривалість імпульсу?=4 мс)
На малюнку 11 на...
