تحقیق در مورد فناوری ذوب جوشکاری لیزری

مناسب است که از یک مدل منبع حرارت ترکیبی متشکل از یک منبع گرمای بدن گاوسی دوار و یک منبع گرمای بدن بیضی شکل دوتایی برای شبیه‌سازی تشکیل سوراخ‌های کوچک در جوشکاری لیزری ذوب عمیق آلیاژهای تیتانیوم و همچنین میدان سرعت جریان استفاده شود. حوضچه مذاب جوش داده شده مدل منبع حرارت بدن می تواند فرآیند فیزیکی اساسی فرآیند جوشکاری ذوب عمیق لیزری را منعکس کند و همچنین ویژگی های شبیه سازی روش حجم کنترل را منعکس می کند.
در فرآیند جوشکاری با ذوب عمیق لیزری کاملاً نفوذی، قطر سوراخ کوچک به قدرت لیزر بسیار حساس نیست، در حالی که زاویه شیب سوراخ کوچک با افزایش سرعت جوش لیزر بسیار تغییر می کند. تحت شرایط فشار جریان هوا ثابت در سوراخ کوچک، فشار کشش سطحی ناشی از انحنای سطح آزاد سوراخ کوچک ارتباط زیادی با سرعت جوش دارد. با افزایش سرعت جوش، پایداری سوراخ کوچک به تدریج کاهش می یابد.
لیزر ذوب عمیق جوشکاری حوضچه مذاب از سرعت جریان سطح بالایی برای حداکثر، نیروی Marangoni بر روی سطح حوضچه مذاب انتقال حرارت همرفتی نقش غالب ایفا می کند. تحت عمل منبع حرارت متحرک، جریان Marangoni از فرم متقارن اطراف مرکز گرمایش لیزر به شکل قورباغه ای در جهت محور طولانی حوض مذاب موازی با جهت جوش تبدیل شد. در سطح حوضچه مذاب به عرض حوضچه مذاب 1/2 به عنوان شعاع سرعت "دایره مجازی"، سرعت جریان حوضچه مذاب بزرگتر است، در این دایره "مجازی"، سرعت جریان سیال حوض مذاب به تدریج کاهش می یابد. استخر جوش، سرعت جریان سیال به طور قابل توجهی کمتر از سطح استخر است، اما بسیار بیشتر از مقدار سرعت جریان سیال در پشت است حوضچه مذاب بیشتر از مقدار سرعت جریان فلز در داخل حوضچه مذاب است.
شکل و اندازه حوضچه جوش مطابقت خوبی با اندازه و موقعیت گرداب سرعت جریان حوضچه مذاب دارد. گرداب حوضچه مذاب جریان Marangoni و رابط جامد مایع از پس زدن عمل مشترک از نتایج، شناوری و گرانش تنها نقش حمایتی بازی می کند. وجود گرداب جریان سیال حوضچه مذاب، انتقال حرارت همرفتی بین سیال فلزی با دمای بالا و سیال سرد را تا حد زیادی افزایش می‌دهد که مستقیماً بر اندازه شکل حوضچه جوش تأثیر می‌گذارد.
پارامترهای دمیدن جریان هوای کمکی طرف جوش ذوب عمیق لیزری یکی از عوامل اصلی تعیین اندازه منطقه حفاظت شده حوضچه جوش و کاهش جریان دود پلاسما از فوران سوراخ کوچک است. افزایش سرعت جریان در نزدیکی جریان دود پلاسما منجر به اتلاف گرمای همرفتی می شود که به نوبه خود احتمال ترکیب شدن بین یون های مثبت و منفی پلاسما را افزایش می دهد و در نتیجه بهبود کیفیت جوش را تسهیل می کند. تفاوت زیادی بین میدان جریان جزء که در آن جریان گاز کمکی هلیوم است و میدان جریانی که در آن جریان گاز کمکی زنون است، وجود دارد. از نظر اندازه منطقه حفاظت شده، حفاظت از گاز برتر از گاز است.