Численное исследование влияния поверхностно-активного вещества на конвективный массоперенос при плавлении поверхности металла лазерным импульсом
Автор: Попов Владимир Николаевич
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.5, 2012 года.
Бесплатный доступ
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.
Легирование металла, лазерное излучение, конвективный тепломассоперенос, численное моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/14320617
IDR: 14320617 | DOI: 10.7242/1999-6691/2012.5.3.29
Список литературы Численное исследование влияния поверхностно-активного вещества на конвективный массоперенос при плавлении поверхности металла лазерным импульсом
- 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. DOI
- 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.
Статья научная
