Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 1

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 1 2019 85 MATERIAL SCIENCE Рис. 3. Фотографии наплавленных единич- ных треков при переменном положении фокуса  f ( V = 0,7 м/мин и P = 1000 Вт) Fig. 3. Photos of cladded unit tacks at the variable position of focus ∆ f ( V = 0.7 m/min and P = 1,000 W) каждого значения мощности излучения при мак- симальной скорости сканирования в материале трека содержится больше нерасплавленных ча- стиц карбида вольфрама. Минимальная зона проплава среди экспе- риментальных треков, наплавленных при  f = = –3 мм, оказалась при максимальной скорости V = 1,3 м/мин и минимальной мощности P = = 600 Вт. Как видно из рис. 5, ширина трека и глуби- на проплава имеют аналогичные зависимости от параметров наплавки. Экспериментальные точки достаточно разбросаны и не позволяют произвести обобщение данных для получения полной картины зависимости геометрических характеристик наплавляемых валиков от энер- гетических параметров. Однако в работах [21 и 22] при исследовании лазерной резки показано, что введение размерных и безразмерных комби- наций позволяет эффективно обобщать получен- ные данные. Технология наплавки основана на тепловом воздействии на материал лазерным излучением. Из уравнения теплопроводности можно опреде- лить связь температуры материала T ( x , y , z , t ) с плотностью мощности лазерного излучения q 0 . Это позволяет ввести понятие порогового значе- ния плотности мощности излучения такого, при котором температура поверхности тела в центре облученной области к моменту окончания воз- действия излучения  достигает заданного зна- чения [23]. При анализе полученных данных удобно ис- пользовать формулу, определяющую максималь- ную температуру тела при нагреве его лазерным излучением (на поверхности тела в центре об- лучаемой области в виде круга радиусом r 0 в мо- мент окончания воздействия [23]): 0 0 2 0 2 1 2 , r ÀÐ a T ierfc T a r k              (1) где A – коэффициент поглощения поверхности; [Вт] – мощность излучения; 0 [мм] – радиус пятна лазерного излучения на поверхности;  – длительность воздействия: 0 2 r V   ; [м 2 /с] – температуропроводность материала; k [Вт/(м ∙  C] – теплопроводность материала; 0 [  С] – началь- ная температура. Рис. 4. Влияние мощности и скорости на сечение на- плавленного одиночного валика при перетяжке поло- жения фокуса  f = –3 мм Fig. 4. Influence of power and velocity on the cross sec- tion of the unit cladded bed as the focus position waist ∆f = –3 mm