Численное исследование влияния поверхностно-активного вещества на конвективный массоперенос при плавлении поверхности металла лазерным импульсом
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2012.5.3.29Ключевые слова:
легирование металла, лазерное излучение, конвективный тепломассоперенос, численное моделированиеАннотация
Предложена математическая модель процесса легирования поверхности металла с помощью импульсного лазерного излучения, в которой учитывается зависимость температурного градиента поверхностного натяжения от концентрации поверхностно-активного вещества в расплаве и температуры разогрева. Проведено численное моделирование, результаты которого выявили развитие многовихревых течений, способствующих проникновению легирующего материала в глубину расплава.
Скачивания
Библиографические ссылки
Веденов А.А., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 208 с.
He X., Fuerschbach P.W., DebRoy T. Heat transfer and fluid flow during laser spot welding of 304 stainless steel // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2003. - V. 36. - P. 1388-1398. DOI
Uglov A.A., Smurov I.Yu., Taguirov K.I., Guskov A.G. Simulation of unsteady-state thermocapillary mass transfer for laser doping of metals // Int. J. Heat Mass. Tran. - 1992. - V. 35, N. 4. - P. 783-793. DOI
Smurov I., Covelli L., Tagirov K., Aksenov L. Peculiarities of pulse laser alloying: Influence of spatial distribution of the beam // J. Appl. Phys. - 1992. - V. 71, N. 7. - P. 3147-3158. DOI
Майоров В.С. Лазерное упрочнение металлов // Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных исследований и прикладных разработок / Под ред. В.Я. Панченко. - М.: Физматлит, 2009. - С. 439-469.
Багмутов В.П., Захаров И.Н. Моделирование тепловых процессов при поверхностной обработке неоднородных металлических тел высокотемпературным движущимся импульсным источником // Вычисл. мех. сплош. сред. - 2011. - Т. 4, № 1. - С. 5-16. DOI
Гладуш Г.Г., Лиханский В.В., Лобойко А.И. Влияние поверхностно-активных веществ на тепло- и массоперенос при плавлении поверхности вещества лазерным импульсом // Квант. электроника. - 1997. - Т. 24, № 3. - С. 274-278. DOI
Зуев А.Л., Костарев К.Г. Особенности концентрационно-капиллярной конвекции. // УФН. - 2008. - Т. 178, № 10. - С. 1065-1085. DOI
Бирих Р.В., Рудаков Р.Н. Влияние интенсивности адсорбционно-десорбционных процессов на концентрационную конвекцию около капли в горизонтальном канале // Вычисл. мех. сплош. сред. - 2010. - Т. 3, № 1. - С. 24-31.
Sahoo P., DebRoy T., McNallan M.J. Surface tension of binary metal-surface active solute systems under conditions relevant to welding metallurgy // Metall. Mater. Trans. B. - 1988. - V. 19, N. 3. - P. 483-491. DOI
Ehlen G., Ludwig A., Sahm P.R. Simulation of time-dependent pool shape during laser spot welding: Transient Effects // Metall. Mater. Trans. A. - 2003. - V. 34, N. 12. - P. 2947-2961. DOI
Kawai Y. Diffusion of sulfur in liquid iron. I: Diffusion in pure iron // Sci. Rep. RITU. Ser. A. - 1957. - V. 9. - P. 78-83.
Höche D., Müller S., Rapin G., Shinn M., Remdt E., Gubisch M., Schaaf P. Marangoni convection during free electron laser nitriding of titanium // Metall. Mater. Trans. B. - 2009. - V. 40, N. 4. - P. 497-507. DOI
Harlow F.H., Welch J.E. Numerical calculation of time-dependent viscous incompressible flow of fluid with free surface // Phys. Fluids. - 1965. - V. 8, N. 12. - P. 2182-2189. DOI
Patankar S.V., Spalding D.B. A calculation procedure for heat, mass and momentum transfer in three-dimensional parabolic flows // Int. J. Heat Mass Tran. - 1972. - V. 15, N. 10. - P. 1787-1806. DOI
Chorin A.J. A numerical method for solving incompressible viscous flow problems // J. Comput. Phys. - 1967. - V. 2, N. 1. - P. 12-26. DOI
Самарский А.А., Николаев E.С. Методы решений сеточных уравнений. - М.: Наука, 1978. - 592 c.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2012 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.