2026. — Т 13. — №1 - перейти к содержанию номера...

Постоянный адрес этой страницы - https://resources.today/08inor126.html

This article metadata is also available in English

DOI: 10.15862/08INOR126 (https://doi.org/10.15862/08INOR126)

Полный текст статьи в формате PDF (объем файла: 833.4 Кбайт)

Ссылка для цитирования этой статьи:

Чащин, Е. А. Интенсификация процессов термического цикла нагрева импульсным лазерным излучением / Е. А. Чащин, И. В. Шилов, Ю. В. Молокин // Отходы и ресурсы. — 2026. — Т 13. — №1. — URL: https://resources.today/PDF/08INOR126.pdf. — DOI: 10.15862/08INOR126. (дата обращения: 12.06.2026).

Интенсификация процессов термического цикла нагрева импульсным лазерным излучением

Чащин Евгений Анатольевич
ФГБОУ ВО «Ковровский государственный технологический университет имени В.А. Дегтярева», Ковров, Россия
Заведующий кафедрой «Электротехника»
Кандидат технических наук, доцент
E-mail: kanircha@list.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4000-0035
РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=42261
SCOPUS: https://www.scopus.com/authid/detail.url?authorId=6506540880; https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=6507486248

Шилов Игорь Вячеславович
ФГБОУ ВО «Ковровский государственный технологический университет имени В.А. Дегтярева», Ковров, Россия
Доцент кафедры «Электротехника»
Кандидат технических наук, доцент
E-mail: shilov@dksta.ru
РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=42266

Молокин Юрий Валентинович
ФГБОУ ВО «Ковровский государственный технологический университет имени В.А. Дегтярева», Ковров, Россия
Доцент кафедры «Электротехника»
Кандидат технических наук, доцент
E-mail: molokin@dksta.ru
РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=1199093

Аннотация. В инженерной практике нередки случаи, когда для выполнения технологических операций нагревания и плавления материалов, без разрушения поверхности, применяются лазерные технологические комплексы, работающие в режиме генерации импульсов длительностью 0,1–6 мс. Однако практика их эксплуатации показывает меньшую энергетическую эффективность процессов обработки по сравнению с операциями лазерной резки, что ограничивает распространение технологических операций лазерной закалки и сварки. Одна из причин снижения энергетической эффективности связана с высокой отражательной способностью поверхности металлов, приводящая к снижению термического КПД процесса лазерного нагревания вследствие снижения доли лазерного излучения, поглощаемого обрабатываемой поверхностью. Отражательная способность металла нелинейно зависит от температуры поверхности и изменяется в процессе нагрева импульсом лазерного излучения. Это делает актуальным повышение термического КПД импульсной лазерной металлообработки без разрушения поверхности посредством применения дополнительного источника обеспечивающего предварительный подогрев поверхности до температуры плавления. В статье, на примере лазерного технологического комплекса типа «Квант-15», генерирующего на длине волны 1,064 мкм импульсы длительностью 3 мс с энергией 6 Дж, выполнено моделирование процесса лазерной обработки без разрушения поверхности для металлической пластины, толщиной 1 мм. По результатам моделирования в пакете программ Mathcad, с учетом зависимости коэффициента поглощения поверхности от ее температуры, рассмотрена возможность повышения термического КПД технологической операции лазерной обработки без разрушения поверхности. Показано, что применение сопутствующего нагрева для интенсификации процесса лазерной сварки энергетически не целесообразно, в то время как интенсификация процесса термообработки позволяет повысить термический КПД до 25 % по сравнению с термическим КПД при традиционной лазерной обработке.

Ключевые слова: термический КПД; лазерное излучение; моделирование; сварка; теплообмен; отражательная способность; нагрев

Скачать