超快激光切割金属材料中快速相变的数值模拟

摘要

采用二维双温度模型对多脉冲激光照射金薄板的相变传热情况进行研究,通过等效比热容方法确定固液界面的位置并研究了激光参数对传热过程的影响.结果表明,当激光垂直照射金薄板时,表面整体温度不断上升,而在脉冲间隔时间内略有下降,但温度的峰值相比激光作用的中心有延迟.随着激光的移动,激光照射点处的温度会出现一个峰值,之后会回落.激光作用时间内热影响区的横向变化比纵向大,移动光源向内部的热传递占主要作用,脉冲间隔时间内,热影响区的纵向变化比横向大,金薄板内部导热占主要作用.随着激光的照射,熔化状态横向不断增加的同时,熔化的深度也在不断增加.提高入射脉冲激光能量,会导致熔化的时间提前且熔化深度增加.