为了稳定的激光点中的钥匙孔:数值分析

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 制造业 工程 制造工程
• 计算流体动力学的流体动力学.

背景情况:

• 激光接容易出现钥匙孔不稳定,导致诸如孔隙之类的缺陷,并在工业环境中损害接质量.
• 诸如反弹压力,表面张力和达西减压力等力量影响钥匙孔动力学和工艺稳定性.
• 了解这些力量对于减轻不稳定性和提高激光接过程的可靠性至关重要.

研究的目的:

• 对激光接进行全面的不稳定性分析,确定影响钥匙孔和工艺稳定的关键因素.
• 为了研究激光脉冲塑造对钥匙孔的影响和在激光点时的工艺不稳定性.
• 探索改善激光接稳定性和减少缺陷形成的方法.

主要方法:

• 使用一种新的数值模拟方法,使用COMSOL Multiphysics 5.6来模拟的激光点.
• 分析重点关注钥匙孔形态,流体流动行为,以及各种力量对化池的相互作用.
• 研究了不同激光脉冲形状,包括三角形和矩形变体,对工艺稳定性的影响.

主要成果:

• 确定了曲率效应,马兰戈尼效应和达西减压力是造成不稳定的主要因素,曲率和达西力是最主要的.
• 发现不稳定的,高速的流体流量加剧了钥匙孔的不稳定性.
• 确定单/四峰三角形和变形矩形斜坡下降脉冲形状最小化不稳定性,而多脉冲矩形形状增加它.

结论:

• 结合三角形和矩形脉冲形状,通过平滑自发力尖峰,有效地减少力和钥匙孔不稳定性.
• 通过适当的激光脉冲成型来控制流体流动和突然的力变化,对于实现无缺陷的激光接产品至关重要.
• 优化的脉冲成型为提高工业激光接应用的稳定性和质量提供了可行的策略.