Теоретически исследуются физические процессы, протекающие в парогазовом канале при лазерной сварке алюминия в режиме глубокого проплавления, в котором могут наблюдаться испарение, ионизация и образование на парах металла низкотемпературной приповерхностной плазмы. В сопряженной постановке решаются уравнения радиационной газодинамики, которые включают равновесную модель плазмы. Проведены численные исследования в одномерном приближении процессов распространения плазменного облака на парах алюминия. Получено значение минимальной мощности излучения, необходимой для его поддержания. Получен эффект запирания собственного излучения плазмы вследствие увеличения ее оптической толщины. Результаты моделирования представляют интерес для качественного понимания процессов, протекающих в парогазовом канале при наличии плазмы.
The physical processes occurring in a keyhole during deep penetration laser welding of aluminium are theoretically investigated. Evaporation, ionization and formation of low-temperature surface plasma on metal vapor can be observed. Equations of radiation flow dynamics are solved in the conjugated statement in assumption of equilibrium plasma. Numerical simulations of plasma propagation are conducted in one-dimensional approximation. Minimal value of laser power necessary for maintenance of the plasma is received. The affect of blocking of plasma self-radiation as a result of increasing its optical thickness is obtained. Results of the modeling are of interest for qualitative understanding of processes occurring in plasma, which may arise in a keyhole.
