Термокапиллярный механизм создания давления отдачи на металлах в лазерных технологиях с режимом глубокого проплавления

Abstract

Для определения величины давления отдачи на металлической мишени термокапиллярным выплеском расплава при лазерном воздействии представлен анализ экспериментов по регистрации импульса отдачи на мишенях (Fe, Al, Cu) при воздействии лазерного излучения с параметрами, характерными для технологий с режимом глубокого проплавления. Для заданных значений коэффициента поглощения и свойств металлов получено согласование расчетных (на основе термокапиллярного механизма) и эмпирических данных давления отдачи и скорости удаления расплава (разбрызгивания капель) для железа, для алюминия и меди. Показано, что в технологическом диапазоне параметров лазерного излучения импульс отдачи может создаваться не истечением паров металла, а термокапиллярным удалением расплава с выплеском и разлетом капель. Обсуждается возможность усиления термокапиллярного перемещения расплава электрокапиллярным механизмом. To determine the values of recoil pressure creating on a metal targets by a thermocapillary melt splashing during laser beam impact, the analysis of experiments on impulse coupling to metal targets (Fe, Al, Cu) by laser beam with parameters close to technological range for the keyhole mode is presented. For a given values of absorption coefficient and properties of metals, matching of calculated (on the base of thermocapillary mechanism of melt removal) and empirical data of melt splashing and droplets ejection velocities and corresponding recoil pressure values for iron, aluminium and copper has been obtained. It is shown that in the technological range of laser radiation parameters, the impulse of recoil pressure can be created by the thermocapillary removal of the melt with the splashing and droplets ejection (without taken into account the expiration of metal vapours). The possible enhancing of thermocapillary melt removal by electrocapillary mechanism is discussed.