Влияние импульсного излучения СО2-лазера на транспортировку порошка при лазерной наплавке металлов
Д.В. Сергачёв1, О.Б. Ковалев1, Г.Н. Грачёв2, А.Л. Смирнов2, П.А. Пинаев2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
yosergach@gmail.com
2Институт лазерной физики СО РАН, Новосибирск
Ключевые слова: двухфазный поток, импульсное лазерное излучение, испарение, давление отдачи паров, реактивное ускорение, оптическая диагностика
Страницы: 931-942
Аннотация
Решаются проблемы измерения скорости и температуры частиц в световом поле импульсно-периодического лазера с использованием бесконтактных методов регистрации на основе спектрометра и комплекса лазерных и оптических средств. Методика диагностики объединяет два независимых способа измерения скорости частиц: пассивный, основанный на собственном излучении нагретых частиц в газовом потоке, и активный, использующий излучение рассеянного лазерного луча. Приведены гистограммы статистических распределений скоростей частиц для двух режимов работы коаксиального сопла: при отсутствии и наличии импульсного лазерного излучения. В экспериментах применялись различные типы порошков (Al2O3, Mo, Ni, Al) со стандартными для технологии лазерной наплавки распределениями частиц по размерам, рабочие газы (воздух, азот, аргон) и СО2-лазер, работающий в импульсно-периодическом режиме, средней мощностью до 2 кВт и импульсной мощностью десятки/сотни киловатт. Показано, что в поле лазерного излучения частицы порошка приобретают дополнительное ускорение за счет испарения и появления реактивной силы, обусловленной давлением отдачи паров с облученной части поверхности частицы. Показано, что лазерное излучение может значительно влиять на скорость и температуру частиц порошка при его транспортировке газоструйным потоком. Скорости отдельных частиц за счет лазерного ускорения могут достигать значений порядка 120 м/с при максимальной скорости несущего газа до 30 м/с.
|
