Лазерная резка металла,
нержавейки.
Металлообработка
на лазерных и пробивных
станках.

Отдел продаж
8-495-540-41-51

Общие телефоны
8-800-301-35-45

Поиск по сайту

Нестационарные движения и неустойчивости расплава при лазерном раскрое

Нестационарные движения и неустойчивости расплава при лазерном раскрое

Процессы взаимодействия высокоинтенсивных лазерных (или электронных) пучков с материалами практически всегда сопровождаются нестационарными движениями и неустойчивостями расплава. Нестационарные движения расплава и нестабильности процессов взаимодействия лазерного излучения с веществом наблюдались различными методами.

Процессы взаимодействия высокоинтенсивных лазерных (или электронных) пучков с материалами практически всегда сопровождаются нестационарными движениями и неустойчивостями расплава. Нестационарные движения расплава и нестабильности процессов взаимодействия лазерного излучения с веществом наблюдались различными методами:

  1. Фиксация изображений "ряби, чешуек, морщин" и других неоднородностей в диапазоне размеров на поверхности образцов застывшего расплава.
  2. Видеонаблюдение "ряби, морщин" с длинами волн 10,2 - 10 см. на поверхности расплава.
  3. Скоростная киносъемка ПГК и ванны расплава в процессе сварки с глубоким проплавлением. Эти наблюдения выявили существование периодического коллапса ПГК (полного или неполного), перемещающихся "ступенек" или "капель" расплава внутри ПГК; периодических изменений глубины ПГК и периоди­ческих изменений формы и размеров ванны расплава.
  4. Всплески давления пара в пространстве над входом в ППС, наблюдаемые и измеряемые акустическими датчиками давления современным разрешением в диапазоне частот ЮЗ-Ю4 Гц.

Микромасштабные неустойчивости поверхности расплава

Большая часть известных микромасштабных неустойчивостей поверхности расплава, созданного интенсивным лазерным излучением, связана с возбуждением капиллярных волн с длинами 10, 4- 10, 2 см. Такие структуры наблюдались экспериментально при воздействии лазерного излучения на поверхность металлов и полупроводников ходе изготовления металлических корпусовпротивопожарных дверей посредством лазерной резки, а также на поверхность ванны расплава в ходе лазерного раскроя.

Механизмы возбуждения этих волн могут иметь различную природу:

  • Термокапиллярная неустойчивость;
  • Капиллярно-испарительная неустойчивость;
  • Неустойчивость Кельвина - Гельмгольца,или "ветровая";
  • Неустойчивость Рэлея - Тейлора. Многочисленные оценки показывают, что в процессах преобладают неустойчивости Кельвина-Гельмгольца и капиллярно-испарительная, характеризующиеся инкрементами 105 - 106 с оптимальными значениями волновых чисел 103- 104 см. кв.

Образование периодических структур ("ряби") на поверхности жидкой фазы существенно с точки зрения механизма поглощения лазерного излучения поверхностными электромагнитными волнами, а также с точки зрения изменения условий теплообмена и испарения металла в ПГК.