Теоретические основы лазерной обработки

Московский государственный технический университет
 имени Н.Э. Баумана

А.В. Богданов, А.И. Мисюров, Н.А. Смирнова

Теоретические основы лазерной
обработки

Под редакцией А.Г. Григорьянца

Методические указания к лабораторным работам

Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2006

УДК 621.375.826
ББК 34.58
       Б72
Рецензент В.П. Морозов
Богданов А.В., Мисюров А.И., Смирнова Н.А.
Теоретические основы лазерной обработки: Методические указания к лабораторным работам / Под ред. А.Г. Григорьянца. – М.:
Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – 23 с.: ил.
ISBN 5-7038-2844-9
В методических указаниях содержатся описания четырех лабораторных работ, посвященных выбору и созданию моделей тепловых процессов
лазерной обработки с применением аналитических методов расчета, установлению показателя технологической прочности сплавов при фазовых и
структурных превращениях.
Для студентов старших курсов специальности «Машины и технология
высокоэффективных процессов обработки материалов», изучающих дисциплину «Теоретические основы лазерной обработки».
Табл. 1. Библиогр. 4 назв.

УДК 621.375.826
                                                  ББК 34.58

 ISBN 5-7038-2844-9      
        
©
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006

Б72

Работа № 1. СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕПЛОВОЙ
МОЩНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ УСТАНОВОК С ПОМОЩЬЮ
КАЛОРИМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА

Цель работы – определение эффективного КПД процесса лазерной сварки; исследование зависимости эффективного КПД
процесса сварки от его параметров; сравнение эффективностей
использования энергии лазерного луча с длинами волн 1,06 и
10,6 мкм с помощью калориметрического метода.

Теоретическая часть

Эффективность процесса сварки (в том числе и лазерной) характеризуют тремя энергетическими КПД [1]:
эффективный КПД сварки – отношение энергии, вложенной в
материал, ко всей подведенной к нему энергии;
термический КПД показывает, какая часть поступившей в металл теплоты идет на плавление металла;
полный тепловой КПД процесса сварки равен произведению
эффективного и термического КПД.
Необходимость определения КПД процесса сварки связана в
первую очередь с наиболее рациональным использованием энергии лазерного луча [2]. Для нахождения эффективного КПД процесса используют калориметрический метод [3].
Эффективной тепловой мощностью называют количество теплоты, вводимое источником нагрева в единицу времени в обрабатываемый материал. Эффективную тепловую мощность определяют 
калориметрическим 
методом 
с 
помощью 
уравнения
теплового баланса
Q=Qк+Qs+Qп+Qа,

где Q – теплота, поглощенная образцом; Qк – теплота, поглощенная калориметром; Qs – теплота, определяющая полный запас тепловой энергии внутреннего состояния образца до и после опыта;
Qп – теплота, расходуемая на парообразование; Qа – тепловые потери вследствие теплообмена образца с окружающей средой во
время нагрева и переноса образца в калориметре. (Все величины,
входящие в уравнение, измеряются в джоулях [4].)