Two-dimensional mathematical model of recasting steel by laser was presented in this paper. Surface velocity and liquid temperature for several powers of laser beams and sulfur contents were obtained as results of numerical modeling of liquid flow and heat exchange processes. The shape of free surface in a melted zone was computed with the use of iterative method proposed in this paper.
PL
W pracy zaprezentowano dwuwymiarowy model matematyczny laserowego przetapiania stali. Jako wynik numerycznego modelowania procesów przepływu cieczy i wymiany ciepła, otrzymano pole prędkości i temperatury cieczy dla kilku mocy wiązki laserowej oraz zawartości siarki. Korzystając z zaproponowanej w pracy metody iteracyjnej, obliczono kształt powierzchni swobodnej w strefie przetopionej.
W pracy zaprezentowano trójwymiarwy model matematyczny laserowego przetapiania stali. Obejmuje on poruszające się wzdłuż próbkigaussowskie źródło ciepła. Zastosowano nieliniowe zależności własności cieplnych i mechanicznych od temperatury oraz uwzględniono wpływ składu chemicznego materiału przetapianego. Pokazano, że proces przetapiania jest głównie kontrolowany wartością i znakiem gradientu napięcia powierzchniowego. Dla większości stali napięcie powierzchniowe jest ściśle związane z zawartością siarki. Przeprowadzono obliczenia dla trzech zawartości siarki i dwóch prędkości przetapiania. Obliczono krzywe nagrzewania i chłodzenia w obrabianym laserowo materiale, opierając się na numerycznym rozwiązaniu równań zachowania masy, pędu i energii w układzie trójwymiarowym.
EN
In this work three - dimensional mathematical model of laser melting of steel is presented. It includes Gaussian source of heat moving along the specimen. Nonlinear relationships between thermal and mechanical characteristics and temperature were applied and the influence of chemical composition of melted material has been also taken into consideration. Results of calculations are shown in the form of graphs illustrating liquid movement in melted zone. It was shown that the melting process is mainly controlled by value and gradient sign of surface tension. For most steels the surface tension is closely connected with sulfur content. Calculations were carried out for three values of sulfur content and two melting velocities. Curves of heating and cooling in laser treated material were calculated basing on numerical solution of equations of mass, momentum and engry conversation in three - dimensional layout. Using results of the work it is possible to explain the microstructure arisen after laser melting.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.