Modelowanie hybrydowych procesów laserowo-plazmowych i zintegrowanych plazmotronów dla tych procesów

• Autorzy: Krivtsun I. V.

Warianty tytułu

EN

Modelling of hybrid laser-PTA processes integrated plasma torches for this processes

• Konferencja: 45. Krajowa Naukowo-Techniczna Konferencja Spawalnicza, Wpływ spawalnictwa na jakość i konkurencyjność gospodarki (45; 21-23.10.2003)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono analizę teoretyczną i modelowanie numeryczne wzajemnego oddziaływania skoncentrowanej wiązki laserowej (SWL) i łuku plazmowego (ŁP) w hybrydowych procesach obróbki materiałów. Ustalono, że specjalny rodzaj wyładowania w atmosferze gazu może występować przy zwykłych warunkach w układzie "SWL-ŁP". To kombinowane wyładowanie laserowo-łukowe różni się zarówno od konwencjonalnego łuku plazmowego, jak i od wyładowania optycznego podtrzymywanego przez promieniowanie lasera. Kombinowane wyładowanie może stanowić podstawę stworzenia nowej klasy urządzeń plazmowych: zintegrowanych plazmotronów plazmowych laserowo-łukowych do hybrydowego spawania, cięcia, napawania, obróbki powierzchni itd. Opisane zostały zasady i metody obliczania takich urządzeń. Opracowano prototyp zintegrowanych plazmotronów do napawania proszkowego (laser CO₂ - łuk plazmowy) oraz do spawania (laser Nd:YAG lub diodowy - łuk mikroplazmowy). Przeprowadzono też eksperymenty dla określenia technologicznych możliwości tych plazmotronów.

EN

Theoretical studies and numerical modelling of focused laser beam (FLB) and plasma transferred arc (PTA) interaction in hybrid material processing were performed. It was established that a special type of the gas discharge could be formed under certain conditions in the "FLB-PTA" system. This discharge is a combined laser-arc discharge, which differs from both the conventional plasma arc and the optical discharge maintained by laser radiation. The combined discharge can be used as a basis for creating a new class of special plasma devices (integrated laser-plasma arc torches) for hybrid welding, cutting, surface modification and so on. Principles of design and methods for calculation of such devices were described. Prototypes of the integrated plasma torches for CO₂-laser - PTA powder deposition and Nd:YAG- or diode laser - microplasma welding were developed, their experimental studies were carried out.

Słowa kluczowe

PL

proces laserowo-plazmowy; proces hybrydowy; laser; plazma; plazmotron

EN

laser-PTA process; hybrid process; laser; plasma; integrated plasma torche

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 47, nr 5
• Strony: 106--115

Twórcy

autor

Krivtsun I. V.

• Instytut Spawania Elektrycznego im E.O. Patona, Kijów, Ukraina

Bibliografia

• 1. Steen W. M.: Arc augmented laser processing of materials. J. Appl. Phys., 1980, nr 11, s. 5636-5641.
• 2. Diebold T. P., Albright C. E.: Laser-GTA welding of aluminum alloy 5052. Welding J., 1984, nr 6, s. 18-24.
• 3. Matsuda J., Utsumi A., Katsumura M. et al: TIG or MIG arc augmented laser welding of thick mild steel plate. Joining and Materials, 1988, nr 1, s. 31-34.
• 4. Yoneda M., Katsumura M.: Laser hybrid processing. J. Japan Weld. Soc., 1989, nr 6, s. 427-434.
• 5. Walduck R.P, Biffin J.: Plasma arc augmented laser welding. Welding and Metal Fabrication, 1994, nr 4, s. 172-176.
• 6. Tusek J.: Sinergic operation of welding arc and laser beam - for practical application or for scientific research only? Varilna tehnika, Ljubljana, 1996, nr 2, s. 39-46.
• 7. Dilthey U., Wieschemann A.: Prospects by combining and coupling laser beam and arc welding processes. Rivista Italiana della Saldatura, 2000, nr 6, s. 749-759.
• 8. Koваленко B.C., Kрівцун I.B.: Koмбіновані лазерно-дугові процеси обробки матеріалів. Ч. І. Ефекти комбінованої обробкі і способои її реалізацїї. Наукові вісті НТУУ ‹‹КПІ›› 2001, nr 5, s. 33-44.
• 9. Koваленко B.C., Kрівцун I.B.: Koмбіновані лазерно-дугові процеси обробки матеріалів Ч. І. Технологічні можпивості комбінованого джерепа тепа івзаємовпив його скпадових. Наукові вісті НТУУ ‹‹КПІ››, 2001, nr 6, s. 47-66.
• 10. Gvozdetsky V.S., Krivtsun I.V., Chizhenko M.I. et al: Laser-arc discharge: Theory and applications. Welding and Surfacing Rev. - Harwood Academic Publ., 1995, s. 148
• 11. Seyffarth P., Krivtsun I.V.: Laser-arc processes and their applications in welding and material treatment. Welding and Allied Processes. London: Taylor & Francis, 2002, s 200
• 12. Dykhno I.S., Krivtsun I.V., Ignatchenko G.N.: Combined laser and plasma arc welding torch. Пат. 5700989 США, MKИ B23K 26/00, 10/00. Oпубп 23.12.97.
• 13. Kpuвцун Н.В., Чuженко М.И.: Основы расчета лазернодуговых плазмотронов. Автоматическая сварка., 1997, nr 1, s. 16-23.
• 14. Kpuвцун И.B.: Ocoбенности работы трубчатого трубчатого трубчатого термокатода, подогреваемого лазерным излучением. Автоматическая сварка, 2001, nr 10, s. 56-62.
• 15. Coм A.И., Kpuвцун И.В.: Лазер + плазма: поиск новых возможностей в нарлавке. Автоматическая сварка, 2000, nr 12., s. 36-41.
• 16. Памон Б.Е., Гвоздецкuŭ В.С., Крuвцун И.В. u др.: Гибридная лазерно-микроплазменна сварка металлов малых толщин. Автоматическая сварка, 2002, nr 3, s. 5-9.