بررسی پدیدههای تبخیر، ذوب و هدایت حرارتی در فرآیند سوراخکاری لیزری

در این مقاله، مدلی حرارتی برای پیشبینی شکل سوراخ ایجاد شدهدر جسم تحت تأثیر پرتوهای لیزری ساکن ارائه شده است. در فرآیند سوراخکاری لیزری، پرتوی ساکن، شاری حرارتی با شدت با لا رادرسطح جسم جامد ایجاد میکند، که نهایتاً منجر به ذوب و تبخیر آن میشود. مدلسازی حرارتی فرآیند به دلیل وجود همزمان پدیدههای ذوب و تبخیر، امری بسیار پیچیده میباشد. ایدن پدیدده ها در حینفرآیند سوراخکاری مورد بررسی قرار گرفته و موقعیت مکانی فصول مشترک جامد- مایع و مایع- بخار، با استفاده از حل معادلات بقای انرژی به دست آمدهاند. ارتباط میان دمای اشباع و فشار پسزنی، با استفاده از معادله کلازیوس- کلاپیدرون در نظر گرفته شده است .همچنین انتقا حرار در فاز جامد ، با استفاده از روش تقریبی انتگرال حل شده است. معاد غیر خطی هدایت حرارتی نیز با استفاده از روش اختلاف محدود حل شده و تأثیر پارامترهای مختلفپرتوی لیزری از قبیل شعاع پرتو، بر روی پروفیل سوراخ ایجاد شده بررسی شده است. نتایج نشان داده است که با افزایش شعاع پرتوی لیزری، میزان نرخ برداشت ماده کاهش خواهد یافت. علاوه بر اینمشخص شده است که برای ایجاد سوراخهایی با عمق بیشتر، بایستی از لیزری با شعاع کمتر استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

لیزر ، سوراخکاری ، پروفیل سوراخ ، نرخ برداشت ماده