ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
87
Теплота, выделяемая в единицу
времени, идет на нагрев материала
и его испарение, поэтому скорость
V
исп max
зависит от плотности мощ-
ности падающего излучения и теп-
лофизических характеристик мате-
риала [6]:
(
)
погл
исп max
исп
кип
,
k q
V
L сТ
γ
=
+
где
погл
k
—
коэффициент, учи-
тывающий поглощение лазерного излучения поверхностью;
q
—
плотность мощности падающего излучения, Вт/м
2
;
γ
—
плотность
материала, кг/м
3
;
L
исп
—
удельная теплота испарения, Дж/(кг);
с
—
удельная теплоемкость, Дж/(кг
⋅
K);
Т
кип —
температура кипения мате-
риала, K.
Время, в течение которого происходит интенсивное испарение
материала,
(
)
исп пр ус
п
,
t
t
t
t
= − +
где
t
пр
—
время прямого воздействия луча на материал, с;
t
ус
—
время
установления процесса квазистационарного испарения, когда энергия
поглощенного излучения расходуется только на испарение, с;
t
п
—
время после окончания прямого воздействия лазерного излучения на
исследуемый участок, в течение которого еще наблюдается интен-
сивное испарение, т. е. время, в течение которого материал охлажда-
ется от температуры
Т
max
до температуры
Т
кип
,
с.
Время прямого воздействия лазерного излучения зависит от диа-
метра пятна
d
,
м, излучения на поверхности материала и скорости
сварки
V
,
м/с, [5]:
пр
.
d t
V
=
Время установления процесса квазистационарного испарения, ко-
гда энергия поглощенного излучения расходуется только на испаре-
ние [6]:
ус
2
исп max
а
t
V
≈
.
Время
t
п
определяется размером парогазового канала, временем
его существования и температурой перегрева плазмы.
Рис. 1. Зависимость скорости ис-
парения материала от времени