ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ И МЕХАНИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ОКИСЛЕНИЯ ЗОНЫ ТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ КОАКСИАЛЬНОЙ ЛАЗЕРНОЙ НАПЛАВКЕ

Представлены результаты исследований динамики струй инертного газа, формируемых тройным коаксиальным соплом в области взаимодействия лазерного излучения с обрабатываемым материалом при лазерной наплавке. Проведен анализ механизмов подмешивания кислорода из окружающей воздушной среды в струю защитного инертного газа над зоной термического воздействия излучения (ЗТВ) на поверхности детали. Расчетным путем показано, что массовая доля кислорода над ЗТВ очень высока, что может привести к значительному окислению поверхности металла. Предложены схемы использования защитного экрана, механически изолирующего струи инертного газа и область их взаимодействия с обрабатываемой деталью от внешней среды. Представлены результаты численных исследований характера газодинамических течений для предложенных схем механической защиты. При установке защитного экрана концентрация кислорода вблизи обрабатываемой поверхности изделия снижается на несколько порядков, что препятствует окислению металла в зоне термического воздействия из-за воздействия лазерного излучения в широких пределах изменения режимных параметров наплавки. Обсуждаются особенности и качество защиты от окисления металлических поверхностей при лазерной обработке плоских и цилиндрических длинномерных изделий.
  Автор:  Д. В. Беденко, О. Б. Ковалев
Ключевые слова:  численное моделирование, газовая динамика, смесь газов, защита от окисления, турбулентность, лазерная наплавка, коаксиальное сопло
Стр:  1277