ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
71
(
)
т
0 0
т
т
,
p
Р d hV C T H
ρ
=
+
(1)
где
0
ρ
—
плотность материала частиц;
0
d
—
диаметр пучка лазерно-
го излучения на поверхности порошка;
h
—
толщина валика порош-
ка;
V
—
скорость сканирования пучка лазерного излучения (скорость
наплавки);
p
C
—
удельная теплоемкость;
т
,
Т
т
Н
—
температура
плавления и удельная энергия плавления материала частиц порошка.
Кроме мощности
т
,
Р
требуется мощность
Т
P
для плавления или
для достаточного нагрева верхней части лежащего ниже слоя, либо
подложки (для первого слоя). Для оценки величины
Т
P
используем
линейную аппроксимацию распределения температуры по глубине. В
принятом приближении мощность, расходуемая на обеспечение тер-
мической связи наплавляемого валика (часто называемого вектором)
диметром
0
,
d
находится как
(
)
0 0
т
1
,
2
T
T
p
P
d V h h C T
ρ
=
−
(2)
где
T
h h h
− = Δ
—
глубина проникания температурной волны вглубь
лежащего ниже слоя, на поверхности которого температура равна
т
,
Т
причем
0
в
,
Т
d
h
t
V
χ
χ
≈ =
(3)
где
χ
—
температуропроводность;
в
t
—
время воздействия.
Учитывая приближенное равенство
0
т
в
,
Т Т
h t
χ
=
Δ
(4)
из (2) получаем
2
т
0 0
0
0
1
,
2
Т
р
Т Р
С d d V
Т
ρ
χ
≈
(5)
где
0
T
—
температура облучаемой поверхности наплавляемого слоя.
Из (4) нетрудно найти, что
т
0
т
.
T h
h
T T
Δ =
−
(6)
Тогда глубина термического воздействия на лежащий ниже слой
или подложку (для первого слоя) становится минимальной, если тем-
пература поверхности наплавляемого слоя достигает температуры
кипения
:
V
Т
0
.
V
T T
=
Для
0
V
T T
<
величину
h
Δ
определяют как