8 800 301-35-45
8 495 781-35-45
info@s-laser.ru
цены
 
   
       
ГлавнаяСтатьи Добавить сайт в избранное
 
 

Статьи, посвященные лазерной резке

 
С Днем России!  
09.06.2017
Пусть этот светлый, радостный день запомнится каждому яркими событиями, праздничными салютами и, конечно же, чувством патриотизма!
подробнее...
Поздравляем с 9 мая!
 04.05.2017
В преддверии этого великого праздника, прежде всего, хочется сказать спасибо нашим дорогим ветеранам за Победу!
подробнее...
Карта сайта

Особенности движения ступеньки расплава

В диапазоне скоростей ЛС, соответствующем числам (Ре*)~1Ре<Ре'=2-4>, режим ЛС является релаксационно-периодическим. В этом режиме на передней стенке ПГК периодически зарождается и движется под действием давления отдачи пара вниз ступенька расплава шириной Д ~ (0,3 - 0,4)r0 (aq — средний радиус ПГК), равной толщине накопившегося слоя расплава на передней стенке; температура поверхности этого расплава ниже температуры кипения. Одновременно с этим, расплав переносится в заднюю ванну вдоль боковых стенок ПГК. Частота появления ступенек составляет величину (2-3)v/r0; скорость их движения ~102- 103 см/с, избыток давления пара над атмосферным (1 -2) бар, длительность существования соответствующего всплеска давления пара над ПГК составляет ~10~5 с. После каждого слизывания ступеньки поверхность передней стенки ПГК обнажается, то есть является твердой (с точностью до тонкой (~10~3 см) пленки расплава, удержавшейся за счет сил вязкости) и имеет температуру, близкую к температуре плавления. Данный процесс можно отчетливо наблюдать при изготовлении кронштейнов, металлических корпусов.

В течение последующего цикла этого периодического процесса толщина слоя расплава на передней стенке снова нарастает до величины Д со скоростью ЛС, то есть v. С этой же скоростью лазерный пучок в ходе лазерного раскроя надвигается (нахлестывается) на верхнюю поверхность металла перед ПГК, вызывая нагрев ее участка длиной Д до температуры кипения раньше, чем нагреется до этой температуры поверхность слоя расплава на передней стенке. Этот нагрев верхнего участка является физической причиной появления ступеньки, начинающей очередное движение вниз вдоль передней стенки. Если пространственное распределение интенсивности лазерного пучка над ПГК характеризуется наличием пьедестала или ореола, окружающего керн, то величины верхней критической скорости и" и числа Ре* снижаются, поскольку возрастают размеры нахлеста и ступеньки Д.

Рассмотрение реакции задней ванны расплава на импульс впрыскиваемых в нее по боковым стенкам затопленных струй расплава показывает, что возможен выплеск расплава из задней ванны вследствие того, что длина торможения струй превышает длину их пути от мест зарождения до выхода на верхнюю поверхность задней ванны расплава. Однако при практически используемых значениях параметров ЛС (д, v, г0) выплеск этих струй происходить не должен, так как они успевают затормозиться, поскольку характер их течения при типичных параметрах процесса ЛС должен быть турбулентным. Рассмотрение капиллярного коллапса слоя расплава на передней стенке показывает, что существует соответствующее критическое значение числа Ре, а именно Реа равно 2, такое, что при Ре<Реа<Ре> , на передней стенке развиваются гофры, которые движутся вниз под действием давления отдачи пара и которые внешне похожи на описанные выше ступеньки расплава.

Релаксационный резким ЛС, обусловленный всплесками давления пара от капель, генерируемых на передней стенке ПГК в ходе лазерного раскроя.

Общая концепция этого режима была предложена в ранее. В данной статье модель ЛС предполагает периодический релаксационный процесс переноса расплава через ПГК (вдоль его боковых стенок) от передней стенки к ванне расплава. Толщина слоя расплава у передней стенки ПГК возрастает до тех пор, пока температура поверхности превысит точку кипения ТВ. В момент ТВ происходит всплеск давления пара внутри ПГК, и слой расплава выдавливается с передней стенки ПГК в ванну расплава.

Механизм генерации всплеска давления пара в модели ЛС, описанной ранее, не конкретизируется. Мы полагаем, что в этом случае за генерацию всплеска давления пара ответственны явления неустойчивости поверхности расплава в нелинейной стадии. При достаточно больших скоростях процесса ЛС (при Ре>Ре*) неустойчивость расплава на передней стенке типа "движущаяся ступенька" не развивается; температура поверхности расплава Ts на передней стенке ПГК достигает и начинает превышать температуру кипения: Ts > Тв. Как было отмечено ранее, на поверхности расплава при Ts > Тд быстро развивается капиллярно-испарительная неустойчивость (с инкрементом у=ут = 106 с~1 для оптимальных волновых чисел к = km = 103 см"1 при нормальной к передней стенке ПГК интенсивности лазерного излучения qLss Ю5 Вт/см2). Поскольку при этих значениях вязкость расплава не существенна, то рост амплитуды волн должен завершаться отрывом капель от поверхности расплава. Среднее направление полета этих микрокапель нормально к поверхности расплава, то есть они летят к задней стенке ПГК. Происходит качественный отрыв капель от поверхности расплава на передней стенке парогазового канала вследствие микронеустойчивости поверхности.