Darbeli Laser-Malzeme Etkileşimi Sırasında Malzemedeki Sıcaklık Dağılımının Yarı Kinetik Teori ile Analizi

Authors : Yıldız KOÇ, Ertuğrul BALTACIOĞLU

Pages : 1068-1082

Doi:10.18185/erzifbed.555689

View : 9 | Download : 5

Publication Date : 2019-08-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Günümüzde teknolojinin gelişimi ile imalat sanayisinde laserin kullanımı, düşük maliyet ve yüksek hassasiyetten dolayı önem kazanmaktadır. Laser-metal etkileşimi sırasında malzemeye olan ısı transferi ve sıcaklık dağılımı metal şekillendirmede büyük bir önem arz etmektedir. Bu çalışmada 1.10 10 W/m 2 ve 5.10 10 W/m 2 gücündeki darbeli laser ile dört farklı malzemenin (çelik, nikel, tantal ve titanyum ) etkileşimi sırasında malzeme yüzeyinde ve malzeme içerisindeki sıcaklık dağılımı zamana bağlı olarak incelenmiştir. Laser-metal etkileşimi sırasında, birinci aşamada ısı iletimi esas alınmış ve buna bağlı olarak elektron kinetik teori modeli ile malzeme ergime sıcaklığına ulaşana kadar çözüm yapılmıştır. İkinci aşamada malzeme ergime sıcaklığına ulaştıktan sonra taşınımla olan ısı transferi klasik metotla ve iletimle olan ısı transferi kinetik teori yaklaşımıyla birlikte (yarı klasik teori) ele alınarak çözüm yapılmıştır. Malzeme içerisindeki ve yüzeyindeki sıcaklık dağılımlarının malzeme termodinamik özellikleriyle değişimini belirlemek gayesiyle dört farklı malzeme incelenmiş ve elde edilen sıcaklık dağılımları birbiriyle kıyaslanmıştır. Nümerik çözümler için bir bilgisayar programı geliştirilmiştir.
Keywords : Laser metal etkileşimi, laser ısıtma, kinetik teori, sıcaklık dağılımı