激光焊接熱傳導(dǎo)理論對焊接質(zhì)量影響

發(fā)布時間：2017-01-10 | 來源：星鴻藝激光焊接運(yùn)營部 | 分享：

    激光焊接是將高強(qiáng)度的激光束輻射至金屬表面，通過激光與金屬的相互作用，使金屬熔化形成焊接。在激光與金屬的相互作用過程中，金屬熔化但為其中一種物理現(xiàn)象。有時，光能并非主要轉(zhuǎn)化為金屬熔化，面以其它形式表現(xiàn)出來，如汽化、等離子體形成等。然而，要實(shí)現(xiàn)良好的熔融焊接，必須使金屬熔化成為能量轉(zhuǎn)換的主要形式。為此，必頹了解激光與金屬相互作用中所產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象以及這些物理現(xiàn)象與散光參數(shù)的關(guān)系，從而通過控制激光參數(shù)，使激光能量絕大部分轉(zhuǎn)換為金屬熔化的能量，達(dá)到焊接日的。
    高強(qiáng)度激光束與金屬柑[作用過程相當(dāng)復(fù)雜，但對于大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用，因能量密度低于103一109w/cm2，激光作用時間遠(yuǎn)大于l0-9s，則激光與金屬相互作用過程主要涉及光的反射、光的吸收，熱傳導(dǎo)及物質(zhì)的傳導(dǎo)．由于輻射至材料表面的功率密度較骶，光能量僅被表層吸收，不產(chǎn)生非線性或小孔效應(yīng)，即光的穿透探。
    當(dāng)光穿透微米量級后，光強(qiáng)已趨于零。材料內(nèi)部加熱以傳導(dǎo)方式進(jìn)行。當(dāng)表面溫度達(dá)到熔點(diǎn)，
材料表面熔化且熔化波前向材料內(nèi)部穩(wěn)定傳播，其傳播速度與擻光功率密度、材料的液相和固相熱力學(xué)參數(shù)有關(guān)，常用熱傳導(dǎo)方程描述，通過求出材料中溫度場的分布·則可獲得熔池形狀、熱影響區(qū)等有用的參數(shù)。
    通常在材料加熱過程的理論分析中，求解某特定邊界條件下偏微分方程的解析解是十分困難的，為集中解決傳熱過程的本質(zhì)，需作一些假設(shè)，有時只能通過計算機(jī)求礙數(shù)值解。
    當(dāng)假設(shè)激光的功率密度分布均勻，激光光斑周圍物質(zhì)絕熱、加熱區(qū)的橫向尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于加熱探度時，則可按一維熱傳導(dǎo)方程求解。

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