4 Содержание отчета
1 Цель работы.
2 Описание методики расчета и анализа исходных данных
3 Математические зависимости, по которым производятся расчеты, с расшифровкой аргументов функций
4 Описание общей блок-схемы расчетной программы
5 Варьируемые данные, используемые при проведении расчетов
6 Результаты моделирования, представленные в текстовом и графическом виде
7 Выводы о влиянии теплофизических постоянных материала и режимов обработки на тепловые поля при импульсном лазерном воздействии
8 Выбор оптимального режима лазерного воздействия
Приложение 1
Варианты заданий для выполнения лабораторной работы
Таблица 1
Свойства |
Fe |
Ti |
Ni |
Al |
Латунь |
Cталь 45 |
У8 |
Р18 |
ШХ15 |
|
Плотность, 103, кг/м3 |
7,874 |
4,505 |
8,91 |
2,7 |
8,6 |
7,83 |
7,84 |
8,8 |
7,81 |
|
Температура плавления, К |
1808 |
1946 |
1726 |
933 |
885-1500 |
|
|
|
|
|
|
300К |
447 |
530,8 |
443,6 |
896 |
385 |
473 |
477 |
493 |
487 |
800 К |
1034 |
646,9 |
562 |
|
|
578 |
594 |
- |
- |
|
1200 К |
825 |
989,2 |
735 |
|
|
708 |
703 |
- |
- |
|
Теплопроводность, Вт/мK |
300 К |
75,8 |
22,3 |
67 |
209 |
111 |
48 |
49 |
26 |
40 |
873 К |
40 |
19 |
68 |
184 |
- |
36 |
33 |
27 |
32 |
|
1000 К |
37 |
27,5 |
72 |
- |
- |
27 |
24 |
32 |
- |
|
1500 К |
28,6 |
35,15 |
~100 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Теплоемкость,
Дж/кгК
Таблица 2
Режимы: |
Квант-16 |
Квант-15 |
Квант-60 |
Мощность лазерного воздействия, [Вт] |
10-25 |
2-5 |
< 20 |
Энергия импульса, [Дж] |
< 30 |
6,3 |
< 6 |
Длительность импульса, [с] |
(4-10)10-3 |
(0,6-4)10-6 |
- |
Диаметр лазерного пятна, [см] |
0,1-0,5 |
0,05-0,13 |
(5-10)10-3 |
5 Контрольные вопросы
1 Назовите известные Вам теплофизические модели и объясните их различия.
2 Опишите используемую в данной лабораторной работе модель.
3 Опишите границы применимости вашей теплофизической модели, которая используется в данной лабораторной работе.
4 Какие параметры импульсной лазерной обработки могут быть определены при моделировании?
5 Какие данные необходимы для проведения расчетов?
6 Для каких технологических процессов ваша модель применима?
7 Как зависит результат вашего расчета от числа точек разбиения?
РЕКОМЕНДУЕМЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Дьяконов В. П. Справочник по MathCAD PLUS 7.0 PRO. - М.: СК Пресс, 1998.
Бертяев Б. И., Завестовская И. Н., Игошин В. И., Катулин В. А., Шишковский И. В. Физические основы моделирования и оптимизации процесса лазерной поверхностной закалки сталей. Труды ФИАН - М.: Наука. - 1989. - Т.198, С.5-23.
Веденов А. А., Гладуш Г. Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. М.; Энергоатомиздат, 1985. – 208 с.
Лазерная и электролучевая обработка материалов: Спpавочник / Под pед. Н.Н.Рыкалина М.: Машиностроение, 1985. 496 с.
Григорьянц А. Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: «Машиностроение», 1989. - 301 с.
Марочник сталей и сплавов: Справочник / Под ред. В. Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. 640 с.
Таблицы физических величин: Справочник / Под ред. И. К. Кикоина М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.
Свойства элементов: В 2 ч. Ч. 1. Физические свойства: Справочник/ Под ред. Г. В. Самсонова. М.: Металлургия, 1976. 600 с.
Лабораторная работа №5.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ЛАЗЕРНОГО
УПРОЧНЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомление с технологическими инструкциями и технологическими картами на процесс лазерного упрочнения различных изделий.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ЛАЗЕРНОГО ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Внедрение технологии лазерной упрочняющей обработки требует проведения большого комплекса подготовительных работ. В их числе - определение номенклатуры изделий, деталей, инструмента и поверхностей, упрочнение которых целесообразно; выбор наиболее эффективного, экономически оптимального метода и режимов упрочнения, их экспериментальная проверка в лабораторных условиях; подготовка материальной базы - приобретение и изготовление стандартного (лазерная установка) и нестандартного оборудования (манипулятор для крепления и перемещения изделий под лазерным лучом), различных приборов и инструмента (твердомер, нагревательные печи, стеллажи, столы, микроскопы и т.д.); подготовка производственных помещений и коммуникаций; накопление основных и вспомогательных материалов; обучение кадров, комплектование специализированных служб и производств; разработка технической документации и др.