Введение
Глава 1. Лазерная резка (ЛР): термогидродинамические аспекты, диагностика и мониторинг процесса 11
1.1 Лазерная резка металлов 11
1.2 Физические аспекты ЛР
1.2.1 Особенности газо-гидродинамики при ЛР 14
1.2.2 Поверхностные волны 17
1.2.3 Поглощение лазерного излучения 1.3 Экспериментальное исследование процессов ЛР 22
1.4 Мониторинг и оптимизация процесса ЛР 26
1.5 Особенности обработки данных в режиме реального времени 29
1.6 Пирометрия 31
1.6.1 Пирометрия методом спектрального отношения 32
1.7 Выводы 34
Глава 2. Исследование колебаний температуры в локальных областях фронта реза и мезанизмов их возникновения 35
2.1 Тепловое излучение и динамика расплава 35
2.1.1 Поглощение излучения на неоднородном рельефе поверхности 37
2.1.2 Случайные температурные неоднородности 39
2.1.3 Конвективное перемешивание 40
2.1.4 Процессы, приводящие к изменению температуры одновременно на всем фронте 42
2.1.5 Влияние люминесценции на измерение температуры 43
2.2 Экспериментальная установка 44
2.2.1 Лазер 46
2.2.2 Параметры процесса ЛР 47
2.2.3 Пирометр 48
2.2.4 Оцифровка
2.3 Осциллограммы яркостной температуры 50
2.4 Автокорреляционный анализ температурных колебаний 52
2.5 Выводы 57
Глава 3. Исследование характеристик и особенностей течения расплава на фронте реза 59
3.1 Методика определения скорости температурных неоднородностей 59
3.1.1 Идея и особенности методики 59
3.1.2 Необходимость частотной фильтрации 61
3.1.3 Пример фильтрации. 61
3.1.4 Алгоритм
3.2 Результаты определения скорости температурных неоднородностей 66
3.3 Обсуждение результатов
3.3.1 Интерпретация вертикальных областей 71
3.3.2 Интерпретация наклонных областей 73
3.4 Метод статистической обработки результатов 75
3.4.1 Результаты статистической обработки 79
3.4.2 Обсуждение результатов 80
3.5 Зависимость скорости движения поверхности расплава от скорости резки 82
3.6 Анализ пространственных параметров поверхностных неоднородностей 83
3.7 Обсуждение структуры течения расплава 89
3.8 Выводы 92
Глава 4. Оценка характеристик волнового движения поверхности расплава с использованием аналитической модели 95
4.1 Модель течения пленки расплава под действием газового потока 96
4.1.1 Параметры газа 99
4.1.2 Оценка характеристик гидродинамических волн 100
4.1.3 Обсуждение 105
4.2 Выводы 107
Заключение 109
Литература 112
