采用Boltzmann图法,对激光复合前后特定位置的电子温度进行r对比测量。对于复合电弧,其在电弧外侧的辐射已不满足热力学平衡,且这些区域辐射较弱,计算得到的温度误差较大。因此在电弧中心区域。沿轴向选取距试板表面0.5和2.5 mm两个层面,对其温度分布进行计算,并对比激光复合前后温度的差别。
激光复合之后,在电弧的中心区域,其电子温度增加。距离试板表面0.5mm的层面,其温度较距试板表面2.5 mm的层面低700K左右,这主要是由于焊接熔池液体金属吸收r大量电弧热量,对此区域的电弧“冷却”造成的。在激光复合电弧后,其在2.5 mm层面的温度增加约600 K。上述温度增加远没有辐射强度增加的值大(约1倍左右),分析其主要原因在于,电弧耦合后大量的能量增加,被等离子体吸收,用来产生更多金属蒸汽,使其辐射体积膨胀,从而减少了等离子体温度的进一步升高。
YAG激光-MAG电弧复合后,从高速摄像的电弧形态来看,复合后电弧体积增大,辐射增强,电弧向激光复合区域偏移。从辐射能量分布来看,电弧等离子能量中心强度区更靠近焊接试板,其辐射能母作用区域展宽;整个电弧辐射能量激光作用侧偏移,发生吸引作用。从计算得到电子温度来看,激光复合之后,在电弧的中心区域。其电子温度增加约600K,但温度增加远没有辐射强度增加的值大,这是由于电弧耦合后辐射体积膨胀吸收能量造成的。激光复合后的能量分布变化,对于探索耦合机理,优化复合参数,增加焊缝熔深熔宽、提高焊接速度、改善焊接过程稳定性具有重要意义。
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