(1)激光焊接加热与蒸发模型 高频感应加热是一种表面加热方式,然而因为其加热面积较大、熔体搅动剧烈、熔池内的温度均匀性较好,所以也可称其为体热源。激光加热则是一种高能量密度输入的点加热方式,其特点是局部高加热速度、高温度。考虑到激光焊接机金属蒸发是在高温下进行的,受激光加热的影响大,因此在分析中以激光加热为中心来进行。
在研究中,先用激光焊接机高频感应将金属固体加热熔化后再引入激光,因此激光直接与金属液体作用。被金属液体表面吸收的激光能量转变为热量,热量通过热传导或随熔体的流动而扩散到熔体其他部位,从而使得材料表面温度迅速上升,达到汽化温度时,材料表面发生汽化现象,即蒸气粒子摆脱了液体的束缚。
(2)蒸气粒子在激光焊接机气相中的迁移模型 从金属液面逸出来的蒸气粒子具有Ts(表面温度)的麦克斯韦速率分布,而且这些汽化粒子的速度方向均是离开靶表面方向。这种各向异性的速率分布是通过蒸气粒子相互碰撞形成的,通常认为这种碰撞是在液面前方几个平均自由程(pum量级)内进行的,这一区域称为Knudsen层。
Knudsen层的蒸气在压力下向外流动,将激光焊接与环境气体发生能量与动量的交互作用,使自己的温度、压力、密度、运动速度等都发生明显的变化。
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