Численное моделирование в дифракционном приближении взаимодействия лазерного излучения с потоком микрочастиц
П.А. Стаценко1,2, М.Н. Хомяков1,2
1Институт лазерной физики СО РАН, Новосибирск, Россия
statsenkopa@laser.nsc.ru
2Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
mnkhomy@laser.nsc.ru
Ключевые слова: лазерная наплавка, поток частиц, ослабление энергии, моделирование, дифракционное приближение
Страницы: 443-450
Аннотация
При лазерной наплавке взаимодействие лазерного излучения с потоком порошка и подложкой играет ключевую роль. Нагрев поверхности зависит от распределения излучения на поверхности материала, которое определяется взаимодействием излучения с потоком микрочастиц порошка. Обычно в моделях для расчета ослабления лазерного пучка взаимодействие излучения с микрочастицами ограничивается простым геометрическим рассмотрением на основе соотношения площади сечения частиц к общей площади рассматриваемого сечения, без учета влияния дифракции. Распространение излучения также рассматривается в геометрическом приближении. Представленная модель позволяет учитывать явление дифракции на микрочастицах порошка. Проведено сравнение результатов, полученных при помощи модели с распространением излучения в геометрическим приближении, и предложенной авторами модели с распространением излучения в дифракционном приближении. Показано, что численная модель ослабления и распространения излучения в дифракционном приближении применима для комплексного анализа взаимодействия между лазерным пучком, потоком частиц и поверхностью. Модель позволяет оценить ослабление, испытываемое пучком из-за взаимодействия с потоком микрочастиц, и получить распределение интенсивности на поверхности подложки.
|
