Penelitian Teknologi Peleburan Pengelasan Laser

Sangat tepat untuk menggunakan model sumber panas gabungan yang terdiri dari sumber panas benda Gaussian yang berputar dan sumber panas benda ellipsoidal ganda untuk mensimulasikan pembentukan lubang kecil pada pengelasan laser leleh dalam paduan titanium serta bidang kecepatan aliran kolam cair yang dilas. Model sumber panas tubuh dapat mencerminkan proses fisik dasar dari proses pengelasan laser leleh dalam, dan juga mencerminkan karakteristik simulasi metode volume kontrol.
Dalam proses pengelasan lelehan dalam laser penetrasi penuh, diameter lubang kecil tidak terlalu sensitif terhadap daya laser, sedangkan sudut kemiringan lubang kecil berubah sangat signifikan seiring dengan meningkatnya kecepatan pengelasan laser. Dalam kondisi tekanan aliran udara yang konstan pada lubang kecil, tekanan tegangan permukaan yang disebabkan oleh kelengkungan permukaan bebas lubang kecil mempunyai hubungan yang erat dengan kecepatan pengelasan. Dengan meningkatnya kecepatan pengelasan, stabilitas lubang kecil secara bertahap berkurang.
Pengelasan lelehan dalam laser kolam cair dari laju aliran permukaan atas secara maksimal, gaya Marangoni pada permukaan kolam cair perpindahan panas konvektif memainkan peran yang dominan. Di bawah aksi sumber panas yang bergerak, aliran Marangoni dari bentuk simetris di sekitar pusat pemanas laser berevolusi menjadi bentuk kecebong dengan arah sumbu panjang kolam leleh yang sejajar dengan arah pengelasan. Pada permukaan kolam lelehan dengan lebar kolam leleh 1/2 sebagai jari-jari kecepatan "lingkaran virtual, laju aliran kolam lelehan lebih besar, dalam lingkaran 'virtual' ini, laju aliran fluida kolam lelehan secara bertahap menurun. Di dalam kolam lelehan kolam las, laju aliran fluida secara signifikan lebih rendah dari permukaan kolam, tetapi jauh lebih besar dari nilai kecepatan pengelasan. Nilai kecepatan aliran fluida di bagian belakang kolam lelehan lebih besar dari nilai kecepatan aliran logam di dalam kolam lelehan.
Bentuk dan ukuran kolam las memiliki korespondensi yang baik dengan ukuran dan posisi pusaran kecepatan aliran kolam lelehan. Pusaran kolam lelehan adalah aliran Marangoni dan antarmuka padat-cair dari aksi bersama hasil aksi mundur, daya apung dan gravitasi hanya memainkan peran pendukung. Keberadaan pusaran aliran fluida kolam cair, sangat meningkatkan perpindahan panas konveksi antara fluida logam bersuhu tinggi dan fluida dingin, yang secara langsung mempengaruhi ukuran bentuk kolam las.
Parameter aliran udara bantu hembusan sisi pengelasan leleh dalam laser merupakan salah satu faktor utama untuk menentukan ukuran area lindung kolam pengelasan dan mengurangi aliran asap plasma dari letusan lubang kecil. Peningkatan kecepatan aliran di dekat aliran asap plasma kondusif terhadap pembuangan panas konvektif, yang pada gilirannya meningkatkan kemungkinan percampuran antara ion plasma positif dan negatif, sehingga memfasilitasi peningkatan kualitas pengelasan. Ada perbedaan besar antara bidang aliran komponen yang aliran gas tambahannya adalah helium dan bidang aliran yang aliran gas tambahannya adalah xenon. Dilihat dari luas kawasan lindung, perlindungan gas lebih unggul dibandingkan perlindungan gas.