采用Boltzmann圖法,對(duì)激光復(fù)合前后特定位置的電子溫度進(jìn)行r對(duì)比測(cè)量。對(duì)于復(fù)合電弧,其在電弧外側(cè)的輻射已不滿足熱力學(xué)平衡,且這些區(qū)域輻射較弱,計(jì)算得到的溫度誤差較大。因此在電弧中心區(qū)域。沿軸向選取距試板表面0.5和2.5 mm兩個(gè)層面,對(duì)其溫度分布進(jìn)行計(jì)算,并對(duì)比激光復(fù)合前后溫度的差別。
激光復(fù)合之后,在電弧的中心區(qū)域,其電子溫度增加。距離試板表面0.5mm的層面,其溫度較距試板表面2.5 mm的層面低700K左右,這主要是由于焊接熔池液體金屬吸收r大量電弧熱量,對(duì)此區(qū)域的電弧“冷卻”造成的。在激光復(fù)合電弧后,其在2.5 mm層面的溫度增加約600 K。上述溫度增加遠(yuǎn)沒有輻射強(qiáng)度增加的值大(約1倍左右),分析其主要原因在于,電弧耦合后大量的能量增加,被等離子體吸收,用來產(chǎn)生更多金屬蒸汽,使其輻射體積膨脹,從而減少了等離子體溫度的進(jìn)一步升高。
YAG激光-MAG電弧復(fù)合后,從高速攝像的電弧形態(tài)來看,復(fù)合后電弧體積增大,輻射增強(qiáng),電弧向激光復(fù)合區(qū)域偏移。從輻射能量分布來看,電弧等離子能量中心強(qiáng)度區(qū)更靠近焊接試板,其輻射能母作用區(qū)域展寬;整個(gè)電弧輻射能量激光作用側(cè)偏移,發(fā)生吸引作用。從計(jì)算得到電子溫度來看,激光復(fù)合之后,在電弧的中心區(qū)域。其電子溫度增加約600K,但溫度增加遠(yuǎn)沒有輻射強(qiáng)度增加的值大,這是由于電弧耦合后輻射體積膨脹吸收能量造成的。激光復(fù)合后的能量分布變化,對(duì)于探索耦合機(jī)理,優(yōu)化復(fù)合參數(shù),增加焊縫熔深熔寬、提高焊接速度、改善焊接過程穩(wěn)定性具有重要意義。
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