同軸雙焦距激光熔化切割數(shù)學(xué)模型研究.pdf

1、激光熔化切割過程涉及了光學(xué)、材料學(xué)、熱學(xué)、流體力學(xué)、機(jī)械控制等眾多學(xué)科的知識(shí)，影響激光熔化切割質(zhì)量的因素很多，通過實(shí)驗(yàn)工藝來研究這些參數(shù)對(duì)切割過程的影響，要花費(fèi)大量的時(shí)間、人力和物力，因此，建立激光熔化切割模型對(duì)于實(shí)際的激光切割加工具有重要的意義。 根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理設(shè)計(jì)出適合在高壓惰性氣體輔助條件下激光熔化切割的超音速噴嘴。超音速噴嘴在設(shè)計(jì)的工作條件下能輸出具有良好的氣體動(dòng)態(tài)特性，可以更有效地把熔化金屬及其夾渣物從切縫前沿吹走

2、，提高切割速度和切割質(zhì)量。 采用了切割前沿的能量平衡方程，在一定的合理假設(shè)條件下建立了同軸雙焦距激光熔化切割前沿的三維幾何模型。該模型不但考慮了激光功率、激光束模式、激光波長(zhǎng)、激光束偏振、材料對(duì)光的吸收率、材料熱性質(zhì)、厚度、切割速度、雙焦距透鏡的結(jié)構(gòu)和焦點(diǎn)位置等參數(shù)，而且還考慮了切縫內(nèi)光束多次反射效應(yīng)對(duì)光能吸收率的影響。 給出了該模型的數(shù)值求解方法，計(jì)算了304不銹鋼的激光熔化切割效果，獲得了不同的激光熔化切割參數(shù)條件下