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什么是小孔效应

尚之范 人气:1.04W
什么是小孔效应

“小孔效应”常被用于形容等离子弧焊、激光深熔焊等施焊过程中出现的一种工艺现象。

在等离子弧焊过程中,由于被压缩的等离子焰流速度较快,电弧细长而有力且能量集中、温度高,对大多数金属在一定厚度范围内,都可以在熔池前端穿透焊件形成一个小孔,从而得到充分熔透、反面成形均匀的焊缝。我们将这种现象称为“小孔效应”。

    材料表面发生汽化而形成小孔,孔内金属蒸汽压力与四周液体的静力和表面张力形成动态平衡,激光可以通过孔中直射到孔底。这种现象称为小孔效应。

     小孔的作用和黑体一样,能将射入的激光能量完全吸收,使包围着这个孔腔的金属熔化。孔壁外液体的流动和壁层的表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持动态平衡。

激光焊接由于其焊缝深宽比高、热影响区小以及高的焊接速度而在工业上得到越来越广泛的应用。

激光深熔焊接的本质特征就是存在着小孔效应。采用高速摄影的方法清晰、完整地观测了激光深熔焊接GG17玻璃时的小孔,实验研究了离焦量、焊接速度对小孔和熔池形状、尺寸的影响。

在分层假设的基础上建立了激光深熔焊接小孔效应的传热模型,并根据观测到的小孔形状和尺寸,用有限元法计算了小孔周围的温度场和流场。

实验与模拟计算结果表明,小孔前沿的温度梯度比后沿的大焊接熔池中的最大对流速度达到了焊接速度的10倍左右小孔形状和尺寸的实验观测为系统研究激光深熔焊接时的小孔效应提供了一种新的方法。

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