同軸雙焦距激光熔化切割數(shù)學模型研究.pdf

1、激光熔化切割過程涉及了光學、材料學、熱學、流體力學、機械控制等眾多學科的知識，影響激光熔化切割質量的因素很多，通過實驗工藝來研究這些參數(shù)對切割過程的影響，要花費大量的時間、人力和物力，因此，建立激光熔化切割模型對于實際的激光切割加工具有重要的意義。 根據(jù)空氣動力學原理設計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。超音速噴嘴在設計的工作條件下能輸出具有良好的氣體動態(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量。 采用了切割前沿的能量平衡方程，在一定的合理假設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、激光束偏振、材料對光的吸收率、材料熱性質、厚度、切割速度、雙焦距透鏡的結構和焦點位置等參數(shù)，而且還考慮了切縫內(nèi)光束多次反射效應對光能吸收率的影響。 給出了該模型的數(shù)值求解方法，計算了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