Numerical Study on the Influence of the Plasma Properties on the Keyhole Geometry in Laser Beam Welding

锁孔 激光束焊接 材料科学 等离子体 焊接 光学 激光器 光线追踪(物理) 等离子弧焊接 机械 物理 复合材料 量子力学
作者
Donato Coviello,Antonio D’Angola,Donato Sorgente
出处
期刊:Frontiers in Physics [Frontiers Media SA]
卷期号:9
标识
DOI:10.3389/fphy.2021.754672
摘要

Keyhole laser welding is the benchmark for deep-penetration joining processes. It needs high incident laser beam power densities at the workpiece surface to take place. The gaseous phase plays a fundamental role to keep the deep and narrow keyhole cavity open during the process. The plasma created in this process is a mixture of ionized metal vapors and the environmental gas and it develops inside the keyhole (keyhole plasma) and above the workpiece surface (plasma plume). The presence of plasma implicates absorption, scattering, and refraction of laser beam rays. These phenomena alter the power density of the laser beam irradiating the workpiece surface and thus affect the resulting welding process. In this work, a mathematical and numerical model has been developed to calculate the keyhole shape taking into account the plasma absorption effects. The model considers the keyhole walls as the liquid-vapor interface and computes the keyhole geometry applying a local energy balance at this interface. In addition, the model takes into account the multiple reflections effects inside the cavity through an iterative ray-tracing technique, and calculates the absorption mechanism due to inverse Bremsstrahlung for each ray along its segmented path inside the keyhole. Results show the effect of plasma properties on the keyhole shape and depth.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
dydy发布了新的文献求助10
刚刚
123应助无妨采纳,获得10
1秒前
123应助zzzzz采纳,获得10
4秒前
阿司匹林关注了科研通微信公众号
4秒前
111发布了新的文献求助10
5秒前
涛哥完成签到,获得积分10
5秒前
薰硝壤应助纷扬采纳,获得10
5秒前
AACC3221完成签到,获得积分10
6秒前
和谐的小懒猪完成签到 ,获得积分10
9秒前
llhh2024发布了新的文献求助10
10秒前
Sml完成签到,获得积分10
11秒前
tony完成签到,获得积分10
13秒前
程程程完成签到,获得积分10
15秒前
zunzun发布了新的文献求助10
15秒前
123应助dalin采纳,获得10
16秒前
shyshyshy完成签到,获得积分10
17秒前
CodeCraft应助xuxu采纳,获得10
21秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
壹壹壹完成签到,获得积分10
26秒前
南玥发布了新的文献求助20
26秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
123完成签到,获得积分10
27秒前
白璐发布了新的文献求助10
27秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
32秒前
85发布了新的文献求助30
32秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
金靖昊发布了新的文献求助10
34秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
壹壹壹发布了新的文献求助10
36秒前
37秒前
38秒前
明月清风完成签到,获得积分10
38秒前
孤独的匕发布了新的文献求助10
38秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
39秒前
麻烦~发布了新的文献求助10
40秒前
amengptsd发布了新的文献求助20
42秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
44秒前
高分求助中
Evolution 2001
Impact of Mitophagy-Related Genes on the Diagnosis and Development of Esophageal Squamous Cell Carcinoma via Single-Cell RNA-seq Analysis and Machine Learning Algorithms 2000
Black to Nature 1000
Decision Theory 1000
How to Create Beauty: De Lairesse on the Theory and Practice of Making Art 1000
Gerard de Lairesse : an artist between stage and studio 670
大平正芳: 「戦後保守」とは何か 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2992760
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2652953
关于积分的说明 7174979
捐赠科研通 2288389
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1212869
版权声明 592596
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 592130