ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА ПРИ СЕЛЕКТИВНОМ ЛАЗЕРНОМ ПЛАВЛЕНИИ ПОРОШКА И ЛАЗЕРНОЙ НАПЛАВКЕ МЕТОДАМИ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

Научный проект выполнялся в рамках гранта Российского Научного Фонда под руководством Смурова И.Ю.

Проект направлен на проведение фундаментальных научных исследований в области взаимодействия лазерного излучения с веществом методами высокоскоростного высокоточного оптического мониторинга. Применено современное оптическое оборудование для контроля процесса в различных временных масштабах и с различным пространственным разрешением. Методами оптического мониторинга была получена зависимость технологических параметров и ответного сигнала (излучения из зоны обработки).

​

В процессе селективного лазерного плавления металлических порошков были установлены зависимости мощности лазера и скорости сканирования на геометрию ванны расплава и на распределение истиной температуры в зоне лазерного воздействия. Была разработана методика восстановления истинной температуры в процессе селективного лазерного плавления, с помощью которой были получены значения излучательной способности при температуре плавления для подложки INOX 304 L и металлического порошка INOX 316 L.

​

Были получены результаты измерений температуры при затвердевании наплавленного валика и расчёт, на основании полученных данных, скоростей охлаждения. На основе собранных данных по диагностике лазерной наплавки была предложена схема непрерывного контроля процесса.

​

Оптическая диагностика лазерной наплавки показала основные зависимости яркостной температуры от параметров процесса. Температура имеет прямую зависимость от плотности мощности лазерного излучения – самого значимого параметра. Показано, что управление процессом возможно осуществлять не только тремя параметрами: мощность лазерного излучения, скорость сканирования и подача порошка, но и с помощью управления фокусным расстоянием. Используемые в работе комбинированные параметры позволили вести анализ с точки зрения технологии, комплексно описывая процесс, однако комбинированные параметры коррелируют с результатами только в рамках одной лазерной мощности.

​