Déantar cur síos gairid ar na fórsaí atá ag gníomhú ar an linn snámha leáite cumhdaigh léasair, lena n-áirítear teannas dromchla, fórsa lomadh slaodach, domhantarraingthe, agus brú gáis sciath, agus déantar anailís achomair ar mheicníocht foirmithe an chiseal cumhdaigh ó thaobh fás fíocháin agus sreabhadh linn leáite. Ag an am céanna, déantar achoimre ar dhlíthe agus ar chothromóidí dáileadh fuinnimh na múnlaí foinse teasa éagsúla a úsáidtear in insamhalta cumhdach léasair, lena n-áirítear foinse teasa Gaussach dromchla, foinse teasa annular dromchla, foinse teasa comhlacht Gaussach, foinse teasa éilipsóideach, agus foinse teasa comhlacht comhcheangailte. Ar an mbonn seo, tá an dul chun cinn taighde ar an insamhalta uimhriúil ar an réimse teochta agus réimse sreabhadh an cumhdach léasair déantar linn snámha leáite sa bhaile agus thar lear le blianta beaga anuas a aicmiú agus a athbhreithniú, agus déantar anailís ar na buntáistí agus na míbhuntáistí a bhaineann le samhlacha foinse teasa éagsúla. Déantar achoimre ar thimpeallacht infheidhme foinsí teasa éagsúla agus ar dhlíthe dáileadh an réimse teochta a fhaightear agus an réimse sreafa. Ina theannta sin, déantar achoimre ar na modhanna taighde ar dhromchla leachtach saor in aisce an linn snámha leáite, agus déantar achoimre ar mhodhanna fíoraithe na samhlacha insamhalta uimhriúla den réimse teochta agus an réimse sreafa. Ag an am céanna, i bhfianaise na bhfadhbanna atá ann i dtaighde insamhalta uimhriúil an linn snámha leáite cumhdaigh léasair, déantar iad a achoimriú ó ghnéithe samhlacha uimhriúla agus coinníollacha teorann, agus ar deireadh táthar ag súil le treo na forbartha sa todhchaí.

Is próiseas nua é cumhdach léasair chun ábhair a mhodhnú agus a dheisiú. Cuireann sé ábhar cumhdaigh le dromchla an tsubstráit trí phúdar a scaipeadh nó a bheathú, agus úsáideann sé beam léasair ardfhuinnimh chun an t-ábhar ciseal cumhdaigh a leá go tapa chun ciseal cumhdaigh a fhoirmiú le dea-nascáil mhiotaleolaíochta ar dhromchla an tsubstráit, rud a athraíonn comhdhéanamh an tsubstráit. dromchla agus feabhas a chur ar airíonna dromchla an ábhair [1]. Le linn an phróisis cumhdaigh léasair, tá an linn leáite neamh-sheasmhach agus beidh sé suaite ag sreabhadh Marangoni, instealladh púdar, seachadadh púdar, suaiteacht sa ghás sciath, agus paraiméadair phróiseála athraitheach [2]. Tá líon mór staidéir tar éis a thaispeáint go bhfuil tionchar tábhachtach ag fórsa Marangoni atá tiomáinte ag teannas dromchla ar shreabhadh an linne leáite [3-4], rud atá ina phríomhfhachtóir freisin chun moirfeolaíocht agus caolú na ciseal cumhdaigh a chinneadh. Tá tionchar díreach ag an iompar sreabhadh sa linn leáite ar éabhlóid an struchtúir ábhair. Tá baint dhíreach ag dinimic sreabhach agus éabhlóid geoiméadrach an linn snámha leáite leachtach le hairíonna meicniúla an ábhair déantúsaíochta breiseáin. Ós rud é go ndéantar an linn leáite a fhoirmiú in achar fíor-ghearr agus gur beag an linn leáite, tá sé beagnach dodhéanta monatóireacht chruinn a dhéanamh ar éabhlóid mheandarach na linne leáite i bhfíor-am le linn an turgnaimh. Mar sin, le forbairt na teicneolaíochta ríomhaireachta, tá insamhalta uimhriúil ar an iompar sreabhadh dinimiciúil taobh istigh den linn leáite trí insamhalta eilimint chríochnaithe tar éis éirí mar phríomhshrutha. In insamhalta uimhriúil linn snámha leáite cumhdaigh léasair, is é múnla foinse teasa réasúnta an eochair chun torthaí insamhalta uimhriúla cruinne a fháil. Go ginearálta, bunaítear an múnla foinse teasa comhfhreagrach de réir an fhoinse teasa léasair a éilíonn na coinníollacha oibre iarbhír. Braitheann fad díothaithe an ábhair go príomha ar chomhéifeacht ionsú an ábhair go dtí tonnfhad léasair ar leith. De réir fad díothaithe an ábhair chuig an léasair, is féidir an múnla foinse teasa sa phróiseas cumhdaigh léasair a roinnt ina fhoinse teasa dromchla agus foinse teasa comhlacht. Má ghníomhaíonn an léasair ar dhromchla an ábhair, meathann an fuinneamh léasair go 0 tar éis achar gearr tarchuir. Is féidir glacadh leis go bhfuil an fuinneamh ionsúite go hiomlán ar dhromchla an ábhair, agus is féidir ionsú dromchla a bheith ar a dtugtar ionsú fuinnimh léasair ag an ábhar maitrís; má tá an doimhneacht tarchurtha domhain, fiú níos mó ná an tiús ábhartha, is féidir ionsú comhlacht a thabhairt air [5].

Déanann an páipéar seo cur síos gairid ar mheicníocht foirmithe linn snámha leáite cumhdach léasair, agus ansin déanann sé aicmiú agus athbhreithniú ar dhul chun cinn taighde insamhalta uimhriúil linn snámha leáite cumhdach léasair faoi roinnt samhlacha foinse teasa a úsáidtear go forleathan, déanann sé achoimre ar stádas taighde réimse teochta linn snámha leáite agus réimse sreafa uimhriúil. insamhalta faoi fhoinsí teasa éagsúla, agus ar deireadh ag tnúth le fadhb insamhalta linn snámha leáite cumhdach léasair.

1 Meicníocht foirmithe linn snámha leáite cumhdaigh léasair

Le linn an phróisis cumhdach léasair, tá dlús fuinnimh an ionchuir léasair ard. Rialaíonn seoladh teasa agus comhiompar éabhlóid fhisiceach an linn leáite agus cinneann siad go díreach an réimse teochta agus an dáileadh réimse sreafa sa linn leáite. Is féidir leis an linn snámha leáite cumhdach léasair cothromaíocht a bhaint amach i dtréimhse an-ghearr, ina bhfuil grádán teochta mór agus comhiompar timthriallach tapa. Tá an léas léasair dírithe ionradaithe ar an tsubstráit miotail, ardaíonn teocht an tsubstráit, agus leáigh sé chun linn snámha leáite a dhéanamh. Déanann an nozzle an púdar miotail a spraeáil isteach sa linn leáite go sioncrónach. Comhiompaíonn an miotal leachtach sa linn leáite faoi ghníomhaíocht teannas Marangoni. Éiríonn an teocht taobh istigh den linn leáite aonfhoirmeach de réir a chéile. Sreabhann an leá go dtí imeall na linne leáite, sroicheann sé dromchla na linne leáite, agus soladaíonn sé chun ciseal cumhdaigh a dhéanamh. Amhrán et al. [6] anailís ar fhoirmiú na linne leáite, ar an bpatrún comhiompar inmheánach, agus ar iompar soladaithe an chiseal cumhdaigh.

Tá na fórsaí sa linn leáite casta. Is é an príomhfhórsa tiomána do shreabhadh sreabhán sa linn leáite ná an sreabhadh Marangoni a ghintear leis an gcothromaíocht idir buacacht agus grádán teannas dromchla agus fórsa lomadh slaodach [7]. Rinne Shi Jianjun [8] anailís ar fhórsa tríthoiseach na linne leáite. Léirítear an anailís fórsa ar an linn leáite i bhFíor 1, a chuimsíonn go príomha teannas dromchla Fγ, fórsa lomadh slaodach Fμ, domhantarraingthe G agus brú gáis sciath Fp, agus is é θ uillinn sraonadh an tsubstráit. Faoi ghníomh comhcheangailte teannas dromchla, domhantarraingthe, fórsa lomadh slaodach agus brú gáis sciath, cruthaíonn an miotal leáite linn miotail leáite atá cothromaithe go dinimiciúil. Ina measc, tá an tionchar is mó ag an teannas dromchla ar an linn leáite, agus tá sreabhadh an sreabhach sa linn leáite á thiomáint go príomha ag convection Marangoni tiomáinte ag teannas dromchla.

2 Déan taighde ar dhul chun cinn na samhla foinse teasa le haghaidh insamhalta uimhriúil ar chumhdach léasair

2.1 Dromchla foinse teasa Gaussach

Faoi láthair, úsáideann an chuid is mó insamhaltaí uimhriúla de chumhdach léasair múnla foinse teasa Gaussach, mar a thaispeántar i bhFíor 2. Déantar an fuinneamh léasair a dháileadh de ghnáth sa spás, le níos mó sa lár agus níos lú ag an imeall, atá comhsheasmhach leis an bpróiseas próiseála iarbhír. Mar sin féin, déantar neamhaird ar an dáileadh fuinnimh i dtreo doimhneacht an linne leáite, mar sin níl sé oiriúnach do dhálaí oibre le linn snámha leáite níos doimhne.

Is é slonn na cothromóide dlús flosc teasa ná: Féach foirmlí (1) agus (2) san fhíor. Áit: q(r) arb é an flosc teasa dromchla ag ga r, W/m2; Is é R an fad ó lár an láthair, m; Is é c an comhéifeacht tiúchana flosc teasa, m2; Is é qm an flosc teasa uasta i lár an fhoinse teasa, W/m2; Is é P an chumhacht léasair, W; Is é η an ráta úsáide léasair.

Tá foinse teasa dromchla Gaussach oiriúnach do choinníollacha próiseála le leithead agus doimhneacht linne leáite beag agus tiús ciseal cumhdaigh. Chun insamhalta uimhriúil de réimse teochta linn snámha leáite, Wang Zhijian et al. [10] úsáidtear foinse teasa dromchla Gaussach chun insamhail a dhéanamh go huimhriúil ar an bpróiseas soladaithe de linn leáite léasair aon-chiseal amháin de chóimhiotal tíotáiniam TC4. Fuair ​​​​an staidéar amach, i gcumhdach léasair aon-pas, mar gheall ar an aistriú teasa tapa ag an eireaball, go bhfuil an teas ag deireadh tosaigh an linn leáite níos comhchruinnithe ná an ceann cúil, agus tá an doimhneacht leáite níos mó. Le méadú ar chumhacht léasair, tá méadú de réir a chéile ar dhoimhneacht leáite na linne leáite agus raon an chrios difear teasa mar gheall ar an méadú ar ionchur fuinnimh. Pant et al. [11] bhunaigh [3] múnla meascáin linne leáite bunaithe ar an modh eiliminte críochta agus rinne sé staidéar ar iompar aistrithe teasa na linne leáite le linn leá taisce léasair. Léiríonn na torthaí go bhfuil an linn leáite éilipseach ag an tosaigh agus cóiméid-chruthach le heireaball sínte. Méadaíonn leithead an linn leáite le méadú ar chumhacht léasair (mar a thaispeántar i bhFíor XNUMX). Méadaíonn an ráta fuaraithe le méadú ar an luas scanadh, agus méadóidh méadú ar chumhacht léasair an grádán teochta sa linn leáite, agus méadóidh an ráta fuaraithe dá réir sin.

Ina theannta sin, tá staidéar déanta ag roinnt scoláirí ar insamhalta moirfeolaíochta tríthoiseach na linne leáite faoi fhoinse teasa dromchla Gaussach. Fallah et al. [12] mhol sé samhail eiliminte críochta insamhalta díomuan chun méid agus éabhlóid mhoirfeolaíochta na linne leáite a thuar le linn sil-leagan púdar léasair. Léirigh na torthaí go raibh próifíl na linne leáite tuartha insamhladh gar don turgnamh, i.e.
ach ní dhearnadh aon anailís shonrach ar réimse teochta agus réimse sreafa an linn leáite. Tá Gao et al. [13] bhunaigh [4] múnla tuar uimhriúil tríthoiseach le haghaidh próiseála pas aonair le linn cumhdach léasair. Ag baint úsáide as foinse teasa dáileacháin Gaussach agus bunaithe ar mhodh an aonaid breithe agus báis, ní gá cruth geoiméadrach na ciseal cumhdaigh a réamhshocrú. Ríomhtar an réimse teochta neamhbhuan agus struchtúr geoiméadrach an chiseal cumhdaigh ag an am céanna. Aontaíonn an cruth cumhdaigh a fhaightear go maith leis na torthaí turgnamhacha, mar a thaispeántar i bhFíor XNUMX. Ina theannta sin, rinne siad anailís freisin ar thionchar na bparaiméadar próisis ar an réimse teochta agus ar chruth geoiméadrach an chiseal cumhdaigh.

Déanfaidh roinnt scoláirí cruth tríthoiseach an chiseal cumhdaigh a shocrú roimh ré agus iad ag úsáid foinse teasa dromchla Gaussach chun insamhail a dhéanamh ar an réimse sreabhadh linn snámha leáite. Liu Han et al. [14] bhunaigh múnla tríthoiseach bunaithe ar imlíne méid ciseal taisce iarbhír sa staidéar insamhalta uimhriúil ar an réimse teochta agus ar an réimse struis sa phróiseas foirmithe tríthoiseach taiscí léasair. Ar an mbonn seo, bunaíodh samhail eilimint chríochta den linn snámha leáite taiscí léasair sioncrónach púdar síoda, agus fuarthas dlí dáileadh réimse sreabhadh an linne leáite. Cruthaítear dhá chúrsaíocht a dháiltear go siméadrach ar thrasghearradh na linne leáite, agus gintear dhá chúrsaíocht gathacha, ceann láidir os comhair agus ceann lag sa chúl. Léiríonn an dáileadh sreabhach ar dhromchla uachtarach an linne leáite dlí idirleata ón lár go dtí an imeall. Li et al. [15] bhunaigh [5] múnla cúplála il-réimse den phróiseas cumhdach léasair diosca bunaithe ar bhogearraí COMSOL, agus ríomhtar airíonna fisiceacha teirmeacha an ábhair ag baint úsáide as modh CALPHAD. Ag baint úsáide as foinse teasa dromchla Gaussach, rinneadh breithniú cuimsitheach ar an idirghníomhaíocht idir an bhíoma léasair agus an púdar agus na coinníollacha strus taobh istigh den linn leáite, agus fuarthas dlí athraithe an réimse teochta agus an réimse sreafa le linn an phróisis cumhdach léasair diosca. Tá an linn leáite éilipsóideach, agus tarlaíonn an teocht is airde ar chúl lár an linn leáite. Go luath sa chumhdach, tá ráta sreafa an linn leáite íseal, agus tá ról mór ag seoladh teasa in aistriú fuinnimh an linn leáite; De réir mar a théann an próiseas cumhdaigh ar aghaidh, luasghéaraíonn ráta sreafa na miotail leáite sa linn leáite, agus tá ról mór ag comhiompar teasa ag an am seo, mar a thaispeántar i bhFíoracha 6 agus XNUMX.

2.2 Foinse teasa annular dromchla

Is múnla foinse teasa é an fhoinse teasa annular dromchla atá uathúil don insamhalta uimhriúil de chumhdach léasair log annular. Tá sé bunaithe ar an bpróiseas cumhdach léasair log annular nua de “bheathú bíoma log agus púdar sa bhíoma”, a bhfuil buntáistí uathúla thar an cumhdach traidisiúnta “lasair soladach”. Is é a bhunphrionsabal ná an bhíoma soladach a thiontú ina bhíoma log annular tríd an gcóras comhshó bhíoma [16-17], ionas go n-athraíonn an limistéar tiúchan dáilte fuinnimh ón lár go dtí an imeall seachtrach (mar a thaispeántar i bhFíor 7), is féidir. deireadh a chur le feiniméan leá neamhiomlán ar imeall an chainéil leáite de bharr cumhdach léasair soladach Gaussach agus feabhas a chur ar an míbhuntáiste a bhaineann le nascáil mhiotaleolaíochta bocht [18].

Tá an dáileadh fuinnimh ina limistéar annular freisin cosúil le dáileadh Gaussach, agus is é an fheidhm dáileadh fuinnimh: Féach foirmle (3) san fhigiúr. Áit: Is é R0 trastomhas seachtrach an léasair ag an suíomh fócasach, mm; Is é z an dífhócas, mm; φ an uillinn idir an léas léasair log agus an treo cothrománach; Is é ξ comhéifeacht an bhuaicshuímh fuinnimh.

Tá Tian Meiling et al. [18] bhain úsáid as bogearraí anailíse eiliminte críochta ANSYS chun insamhail a dhéanamh ar réimse teochta na linne leáite léasair log annular agus rinne sé anailís theoiriciúil ar dháileadh tríthoiseach an réimse sreafa. Léirigh réimse sreafa na linne leáite cumhdaigh léasair log dáileadh sreafa ceithre-fáinne siméadrach, mar a thaispeántar i bhFíor 8. D'úsáid Shi Gaolian [20] bogearraí eilimintí críochta ANSYS agus bunaithe ar an múnla foinse teasa annular log dromchla chun an teocht neamhbhuan a insamhladh. réimse na linne leáite de 45 cruach sampla cumhdach Fe313 cóimhiotal, agus fuair an dlí éabhlóid an réimse teochta an linn snámha leáite cumhdach léasair log. Mar gheall ar an éifeacht carnadh teasa le linn an phróisis cumhdaigh, méadaíonn an teocht sa linn leáite de réir a chéile leis an méadú ar an am scanadh agus airde. Athróidh cruth, suíomh agus dáileadh dlús fuinnimh an linne leáite agus cáilíocht na coda foirmithe go mór leis an timthriall dleachta a athrú. Dúirt Li Guangqi et al. [21] insamhladh ar lódáil léasair fáinne log bunaithe ar bhogearraí ANSYS ag baint úsáide as teanga APDL in éineacht leis an modh aonad breithe-bháis agus fuair sé dlí dáileadh réimse teochta an chiseal cumhdaigh. Bhí dáileadh foriomlán an réimse teochta le linn an phróisis cumhdaigh “cumadh cóim”. Sa chéim tosaigh den scanadh, léirigh an láthair cruth fáinne iomlán leis an dáileadh fuinnimh teoiriciúil céanna. De réir mar a chuaigh an próiseas scanadh ar aghaidh, bhog an limistéar ardteochta ar ais ina iomláine, ag athrú de réir a chéile ó chruth fáinne go cruth diallait, mar a thaispeántar i bhFíor 9. Deimhníonn sé seo tréithe an fhuinnimh léasair fáinne log de "íseal sa lár". agus ard ar an imeall”. Ina theannta sin, léirigh ciseal dromchla réimse teochta an chiseal cumhdaigh "cruth domhain ghleann", ard ar an dá thaobh agus íseal sa lár, agus i dtreo doimhneacht an chiseal cumhdaigh, tháinig laghdú ar an teocht de réir a chéile le doimhneacht mhéadaithe. , mar a thaispeántar i bhFíor 10 .

2.3 Foinse teasa choirp Gaussach

Sa phróiseas cumhdach léasair iarbhír, bogann an bhíoma léasair ag luas áirithe, agus níl an dáileadh fuinnimh aonfhoirmeach, go háirithe tá dáileadh fuinnimh na foinse solais ingearach leis an treo scanadh difriúil go leor, agus ní féidir leis an múnla foinse teasa dromchla dul isteach i. an linn snámha leáite. Dá bhrí sin, tháinig foinse teasa an chomhlachta ar an saol. Ní hamháin go ndéantar fuinneamh léasair foinse teasa an chomhlachta a thaisceadh ar dhromchla an chiseal púdair, ach is féidir freisin dul isteach ar an taobh istigh den chiseal cumhdach, rud a fheabhsaíonn cruinneas ríomh réimse teochta neamhbhuan nó réimse sreafa na linne leáite [ 22]. Tá foinse teasa comhlacht rothlach Gauss bunaithe ar mhúnla foinse teasa dromchla Gauss bunaithe ag roinnt scoláirí, mar a thaispeántar i bhFíor 11. Déantar an comhlacht dromchla Gauss rothlach a fhoirmiú trí chuar Gauss a rothlú timpeall a ais siméadrachta. Ag glacadh leis go ndéantar an fuinneamh foinse teasa a dháileadh go léir taobh istigh den chomhlacht dromchla seo, is é an dlús flosc teasa sa trasghearradh ná dáileadh Gauss.

Is í an fheidhm dáileacháin fuinnimh ná: féach foirmlí (4) agus (5) san fhíor. Cá: e an bonn nádúrtha; Is é R0 ga oscailt na foinse teasa; Is é H airde an fhoinse teasa; Is é Q an fhoinse cumhachta teasa.

Is é foinse teasa Gaussach an tsamhail foinse teasa is mó a úsáidtear le haghaidh insamhalta uimhriúil ar linn snámha leáite cumhdaigh léasair. Dúirt Zhang Kerong et al. [24] insamhladh go huimhriúil an próiseas neamhbhuan de tháthú leá domhain léasair de pholl eochrach cóimhiotail tíotáiniam TC4 bunaithe ar mhúnla foinse teasa toirte rothlach Gaussach, agus rinneadh anailís bhreise ar thionchar paraiméadair phróisis éagsúla ar mhoirfeolaíocht an pholl eochrach i gcomhar le turgnaimh. Léirigh an staidéar, le méadú ar dhlús fuinnimh léasair, méadú ar chumhacht léasair nó laghdú ar thrastomhas an láthair, tháinig méadú ar dhoimhneacht an pholl eochrach agus tháinig an méid níos leithne. Is é an trastomhas spot an paraiméadar próisis leis an tionchar is mó ar an moirfeolaíocht keyhole. Tá Sun et al. [25] insamhladh ar na cáithníní púdar de thaisceadh fuinnimh treo léasair bunaithe ar bhogearraí líofa ag baint úsáide as múnla céim scoite, agus rinne sé anailís ar mhoirfeolaíocht an chiseal taiscthe púdair agus dáileadh réimsí teochta agus treoluas i gcomhar le múnla foinse teasa Gaussach. Léiríonn na torthaí go bhfuil an treoluas sreafa anuas i réimse gníomhaíochta an phúdair ceannasach i dtaisceadh díreach fuinnimh léasair ardluais mar gheall ar an mbrú de bharr beathú púdar, mar a thaispeántar i bhFíor 12.

Sa insamhalta uimhriúil de mhoirfeolaíocht linn snámha leáite bunaithe ar fhoinse teasa Gaussach. Chai et al. [26] bhunaigh múnla uimhriúil de chumhdach léasair ar fhoshraith claonta bunaithe ar an modh uathoibrithe ceallacha agus insamhladh ar thionchar uillinneacha claonta éagsúla ar an limistéar trasghearrtha coibhneasta, leithead, airde agus fritháireamh rinn an chiseal cumhdaigh, mar a thaispeántar i Fíor 13. Léiríonn na torthaí go n-ardóidh an limistéar trasghearrtha coibhneasta ar dtús, ansin laghdaítear é, agus ansin bíonn sé cobhsaí le méadú uillinn claonta an tsubstráit; méaduithe leithead an chiseal cumhdaigh le méadú ar an uillinn claonta, agus méadaíonn an airde ar dtús agus ansin laghdaítear; le méadú ar uillinn claonta an tsubstráit, déantar comhpháirt domhantarraingthe an chiseal cumhdaigh níos mó agus níos mó, agus méadóidh an fhritháireamh rinn de réir a chéile.

2.4 Foinse teasa éilipsóideach

Is minic nach comhlacht rothlaithe Gaussach tríthoiseach é an dáileadh fuinnimh sa linn leáite i gcumhdach léasair. D'fhonn insamhladh níos cruinne a dhéanamh ar mhéid agus ar chruth na linne leáite, moltar foinse teasa comhlacht dáileacháin ellipsoidal. Tá dhá chineál foinsí teasa ellipsoidal ann: foinse teasa éilipsóideach amháin le siméadracht tosaigh le cúl agus foinse teasa éilipsóideach dúbailte le dáileadh fuinnimh éagsúla tosaigh ar chúl. Sna laethanta tosaigh, mhol roinnt scoláirí foinse teasa hemispherical [27], agus is é a fheidhm dáileadh fuinnimh: féach foirmle (6) san fhigiúr. Áit: Is é q(x,y,z) dlús flosc teasa an phointe (x,y,z) ar an gcóras comhordanáidí; is é c ga an sféir; Is é Q an ráta ionchuir teasa.

De réir líon mór tuairimí turgnamhacha, níl an fhoinse teasa iarbhír dáileadh go siméadrach tosaigh agus ar ais. Dá bhrí sin, mhol na taighdeoirí foinse teasa dúbailte ellipsoid (mar a thaispeántar i bhFíor 14), agus na codanna tosaigh agus cúil dhá 1/4 ellipsoid faoi seach.

Is iad na feidhmeanna dáilte fuinnimh tosaigh agus cúil ná: Féach foirmle (7) san fhíor. Áit: Is iad qf agus qr an dáileadh flosc teasa sa leath éilipsóid tosaigh agus cúil faoi seach; is iad af agus ar leath-aiseanna na leathcheannais tosaigh agus cúil faoi seach; is iad bh agus ch an dá leathais eile den leath éilipsoide tosaigh agus cúil faoi seach, agus is ionann an dá leathais ghearra den dá éilipsóid; Is iad ff agus fr na scaireanna den ionchur teasa sa leath éilipsóid tosaigh agus cúil faoi seach, agus ff + fr = 1.

Mar gheall ar mhéid mór an linne leáite a ghineann an fhoinse teasa ellipsoid, úsáidtear go forleathan é in insamhalta uimhriúil próisis phróiseála léasair mar táthú léasair [29-30] agus cumhdach léasair réamhshocraithe. Hocine et al. [31] anailís ar na difríochtaí idir trí mhúnla foinse teasa (foinse teasa ellipsoid, foinse teasa ellipsoid dúbailte, agus foinse teasa sorcóireach) in insamhladh ar éabhlóid an réimse teochta agus an contour an linn leáite i leá léasair roghnach. Léirigh na torthaí go bhfuil a gcuid buntáistí uathúla féin ag na trí mhúnla foinse teasa chun an réimse teochta agus comhrian na linne leáite a ríomh. Tá an fhoinse teasa sorcóireach oiriúnach chun réimse teochta an linn leáite a ríomh, agus tá cruinneas níos airde ag an bhfoinse teasa ellipsoid maidir le comhrian an linn leáite a ríomh. Luo Xinlei et al. [32] úsáid ANSYS APDL chun insamhail a dhéanamh ar an réimse teochta de leá léasair roghnach aon-chainéil agus rinne sé comparáid idir na torthaí insamhalta faoi fhoinse teasa dromchla Gaussach agus an fhoinse teasa éilipsóideach dúbailte. Léiríonn na torthaí go bhfuil comhaontú níos fearr ag an bhfoinse teasa dúbailte ellipsoid leis na torthaí turgnamhacha ná foinse teasa dromchla Gaussach toisc go bhfuil a dháileadh fuinnimh níos gaire don fhoinse teasa léasair iarbhír. Sa phróiseas leá léasair roghnach, gan an dlús fuinnimh ionchuir léasair a athrú, méadóidh an chumhacht léasair agus an luas scanadh go mór doimhneacht agus leithead an linn leáite, mar a thaispeántar i bhFíor 15.

Tá taighde domhain déanta ag roinnt scoláirí freisin ar athruithe ar réimse teochta na linne leáite faoi pharaiméadair phróisis éagsúla. D'úsáid Hao Xiaojie [33] bogearraí ABAQUS chun anailís a dhéanamh ar éagsúlacht an réimse teochta le linn leá léasair roghnach. D'úsáid sé foinse teasa dúbailte ellipsoid, a dháileadh an t-ionchur fuinnimh léasair i méid áirithe agus chuir sé i bhfeidhm é ar nóid an mhúnla ábhair i bhfoirm dlús flosc teasa. Rinne sé staidéar ar thionchar paraiméadair phróisis éagsúla ar an réimse teochta le linn leá léasair. Nuair a mhéadaíonn an chumhacht léasair amháin, méadóidh an meánráta téimh agus an ráta fuaraithe sa linn leáite agus méid an linn leáite dá réir sin; nuair nach n-ardóidh ach an luas scanadh, méadaíonn an meánráta téimh agus an ráta fuaraithe sa linn leáite go seasta, agus laghdaítear méid na linne leáite go réasúnta; bíonn tionchar ag an spásáil scanadh ar an éifeacht remelting idir na bealaí leá, agus bíonn tionchar ag tiús an phúdair ar an éifeacht nasctha idir na sraitheanna scanadh.

2.5 Foinse teasa comhcheangailte

Simplíonn an fhoinse teasa dáileadh toirte aonair dlí dáileadh na foinse teasa i dtreo doimhneacht an linn leáite, agus ní dhéanann sé idirdhealú a dhéanamh ar dhifríocht dáileadh fuinnimh léasair ar dhromchla agus taobh istigh den linn leáite [34]. Dá bhrí sin, díorthaítear foinsí teasa comhcheangailte, mar shampla foinse teasa comhlacht deighilte, foinse teasa comhcheangailte cón ellipsoid dúbailte, agus foinse teasa comhcheangailte a chomhcheanglaíonn foinse teasa dromchla Gaussach agus foinse teasa comhlacht. Comhcheanglaíonn an fhoinse teasa comhcheangailte na buntáistí a bhaineann leis an bhfoinse teasa dromchla agus an fhoinse teasa comhlacht, tá sé níos mó de réir na gcoinníollacha oibre iarbhír, agus tá cruinneas insamhalta níos airde aige. Sa fhoinse teasa comhcheangailte, is é foinse teasa dromchla dáileadh flosc teasa Gaussach go ginearálta foinse teasa dromchla dáileadh flosc teasa Gaussach, agus is é an fhoinse teasa comhlacht go ginearálta foinse teasa sorcóir Gaussach maolaithe líneach nó foinse teasa comhlacht rothlach le laghdú ar flosc teasa [35].

Tá Cai Haipeng et al. [36] feabhsaíodh an fhoinse teasa táthúcháin ar bhonn an fhoinse teasa Gaussach ag gluaiseacht, bhunaigh sé múnla foinse teasa deighilte, úsáidtear greillí garbh agus deighilt foinse teasa cuí chun an fhadhb dífhoirmithe táthú a ríomh, agus chomhcheangail an teicneolaíocht ghreille scagtha áitiúil chun insamhail an éabhlóid strus. Dúirt Wang Qibing et al. [37] úsáid as foinse teasa comhcheangailte a chomhcheanglaíonn an chuid uachtarach den fhoinse teasa éilipsóideach dúbailte agus an chuid íochtair den fhoinse teasa comhlacht rothlach Gaussach chun insamhail a dhéanamh ar an réimse teasa agus sreabhadh linn snámha leáite le linn táthú hibrideach léasair-MIG de chruach Invar. Léirigh na torthaí go raibh an dáileadh réimse teocht linn snámha leáite insamhladh ag an bhfoinse teasa comhcheangailte comhsheasmhach go bunúsach leis na torthaí turgnamhacha iarbhír. Tá Xie Yinkai et al. [38] bhunaigh foinse teasa comhcheangailte foinse teasa comhlacht rothlach parabolic (leath níos ísle) agus foinse teasa sorcóireach (an leath uachtarach) (mar a thaispeántar i bhFíor 16) chun suaitheadh ​​​​sonrach an mhéid linne leáite a insamhail, sreabhadh leá agus gáis. - comhéadan saor in aisce leachtach le linn leá roghnach léasair. I gclúdach aon-pas, is mó an luas scanadh agus tiús ciseal púdair na fachtóirí a bhaineann le foirmiú pore. Maidir le cumhdach il-pas, is iad na fachtóirí a dhéanann difear do fhoirmiú pore an spásáil scanadh go príomha, agus méadaíonn líon na bpiocháin le méadú ar an spásáil scanadh.

Wang Yiwen et al. [39] bhunaigh [17] samhail uimhriúil shiméadrach tríthoiseach do ghluaisne neamhbhuan agus aistriú teasa agus mais na linne leáite bunaithe ar bhogearraí Líofa. Ag baint úsáide as foinse teasa tríthoiseach hemisféarúil Gaussach, rinneadh anailís ar phróiseas éabhlóid agus iompar sreabhadh an chomhéadain leachta / gáis linne leáite faoi pharaiméadair phróisis éagsúla, agus bunaíodh an gaol idir sreabhadh, teocht agus méid linne leáite agus cáilíocht an dromchla, mar a thaispeántar. i bhFíoracha 18 agus XNUMX, faoi seach. Léiríonn na torthaí go bhfuil an mhoirfeolaíocht den chiseal cumhdach aon-pas a fuair an turgnamh agus an insamhalta cosúil. Tar éis linn snámha leáite cobhsaí a fhoirmiú, sreabhann an sreabhach sa linn leáite ón limistéar ardteochta go dtí an limistéar íseal-teocht i gcruth gathacha, agus méadaíonn an ráta sreafa de réir a chéile ón lár go dtí an taobh amuigh. Déanann an ceamara monatóireacht ar shreabhadh an slaig i bhfíor-am agus tá treo sreafa an réimse sreafa insamhlaithe comhsheasmhach.

2.6 Samhlacha foinse teasa eile

Le forbairt bhreise na teicneolaíochta ríomhaireachta, tá roinnt scoláirí tar éis leas iomlán a bhaint as an múnla foinse teasa atá ann cheana féin de réir na gcoinníollacha oibre iarbhír agus bhunaigh siad múnla foinse teasa nua. Ina theannta sin, is féidir insamhaltaí uimhriúla faoi roinnt coinníollacha próiseála speisialta a bhaint amach freisin trí mhúnlaí foinse teasa ar leith, mar shampla múnla foinse teasa beam léasair leathanbhanda, múnla foinse teasa fáinne log, etc.

Lei Dingzhong et al. [40] bhain úsáid as bogearraí TracePro chun cosán an tsolais a insamhail agus a anailísiú agus dáileadh an fhloisc solais spotfhócasach W arna fhoirmiú ag an soc cumhdach léasair leathanbhanda le beathú púdar sa solas, agus bhunaigh sé múnla matamaitice tríthoiseach den fháinne log leathanbhanda. léasair ar an dromchla scátháin. Tseng et al. [41] mhol múnla foinse teasa léasair bunaithe ar bhogearraí SYSWELD, anailís chuimsitheach ar thionchar saintréithe bhíoma léasair agus paraiméadair phróisis ar an réimse teochta agus cruth an chiseal cumhdaigh, agus dhear múnla uimhriúil le haghaidh fíorú turgnamhach cumhdach léasair, is féidir. a chur i bhfeidhm ar an insamhalta uimhriúil de phróisis phróiseála léasair eile. Dúirt Liu et al. [42] bhunaigh múnla foinse teasa bhíoma léasair leathanbhanda, agus is é a fheidhm dáileacháin fuinnimh: féach foirmle (8) san fhigiúr.
Áit: I0=αβP/(wd). Is é α an comhéifeacht ionsú léasair, α=0.75; Is é β an éifeachtacht cumhachta, β = 0.98; Is é P an chumhacht léasair; d = leithead an spota léasair leathanbhanda, d = 1.5 mm; Is é w fad an spota léasair leathanbhanda, w=15 mm. Dúirt Liu et al. [42] rinne sé staidéar ar an réimse teochta agus ar an réimse struis de chiseal cumhdach aon-pas i gcumhdach léasair leathan-bhíoma, áit a bhfuil an dáileadh réimse teochta léirithe i bhFíor 19. In éineacht leis na sonraí teochta, fad, leithead agus doimhneacht an leáite. ríomhadh linn snámha. Ag an am céanna, pléadh éifeachtaí paraiméadair phróisis mar chumhacht léasair agus luas scanadh ar mhéid an linne leáite, grádán teochta, ráta fuaraithe agus ráta soladaithe. Ina theannta sin, rinneadh staidéar freisin ar dháileadh réimse strus teirmeach an chiseal cumhdaigh i dtreonna difriúla agus ar chosáin éagsúla.

Bhunaigh Feng Yiqi [43] múnla meicníochta sreabhán linn snámha leáite leá léasair roghnach. Bunaithe ar shaintréithe maolaithe fuinnimh an léasair taobh istigh den leaba púdair, úsáideadh foinse teasa comhlacht tanúcháin déine léasair san insamhalta: féach foirmle (9) san fhigiúr.
Allmhairíodh torthaí insamhalta an mhúnla scaipeadh púdar isteach sa mhúnla meicníochta sreabhach linn snámha leáite chun iompar sreabhadh an linn leáite a thuar, agus rinneadh anailís dhomhain ar an gcaidreamh idir iompar sreabhadh, poill agus éifeacht spheroidization an leáite. linn snámha i gcumhdach il-pas. Léiríonn na torthaí go bhfuil dáileadh púdar níos dlúithe ag dromchla bun an ábhair bhreiseáin ná an dromchla bun cothrom. Mar gheall ar an neamhchinnteacht mhór a bhaineann le sreabhadh an linn snámha leá, tarlaíonn an feiniméan spheroidization go príomha ar dhromchla bun an ábhair bhreiseáin, agus déantar na poill neamhleáite a tháirgeadh den chuid is mó ag an gcainéal leá atá ag muineál idir sraitheanna iomadúla clúdaigh, mar a thaispeántar i bhFíor 20.

Amhrán et al. [44] mheas go cuimsitheach éifeacht maolaithe an idirghníomhaíochta idir an scaird púdar agus an léasair agus éifeacht doirteal teasa na gcáithníní púdar neamhleáite ag dul isteach sa linn leáite. Bunaithe ar na bogearraí COMSOL, bunaíodh múnla foinse teasa chun insamhail a dhéanamh ar an sreabhadh leá agus teannas dromchla an chomhéadain gáis-leachtach. Taispeántar an réimse teochta agus an dáileadh réimse sreafa i bhFíor 21. Ag an am céanna, réamh-mheastar cuaire dhromchla saor in aisce an linne leáite agus méid na ciseal cumhdaigh. I dtrí threo trasghearrtha éagsúla, tá an treo grádán teocht insamhlaithe comhsheasmhach leis an treo fáis gráin. Léiríonn fíorú turgnamhach leithead an chumhdaigh, airde agus doimhneacht an linne leáite, faoi na paraiméadair phróisis ag smaoineamh ar thionchar na gcumhachtaí léasair éagsúla, luasanna scanadh léasair agus rátaí beathaithe púdar, is é 10% an earráid uasta idir na torthaí insamhalta agus na torthaí turgnamhacha.

Tá Xu Jiachao et al. [45] bhunaigh múnla matamaitice tríthoiseach de fhoinse teasa léasair fáinne log tríd an smaoineamh ar chomhlacht geoiméadrach réabhlóid a chomhcheangal, agus fuair sé a fhoirmle anailíseach matamaitice mar seo a leanas: féach foirmle (10) san fhigiúr.

Áit: Is é f1 an comhéifeacht chomhshó fuinnimh, f1≤1; Is é Q an chumhacht ionchuir teasa, W; Is é μ an buaicshuíomh fuinnimh, atá suite de ghnáth i lár limistéar an fháinne, is é sin, μ=(R+r)/2; a bhfuil 1/2 de leithead an fháinne, is é sin, (Rr)/2; Is é R agus r trastomhas seachtrach agus trastomhas istigh an láthair fáinne, mm; Is é c doimhneacht an fhoinse solais, mm. Socraíodh paraiméadair ábhartha an mhúnla foinse teasa go turgnamhach, agus rinneadh an múnla a luchtú bunaithe ar na bogearraí COMSOL chun insamhail a dhéanamh ar dháileadh réimse teochta neamhbhuan agus cuar timthriall teirmeach an chumhdaigh léasair fáinne. Laghdaíonn agus méadaíonn an buaic teocht agus an ghleann buaic faoi seach mar gheall ar charnadh teasa agus seoladh teasa. De réir mar a mhéadaíonn airde an chiseal, déantar limistéar ardú teochta an chiseal taiscthe a bheith cothrom.

Go hachomair, déantar achoimre ar na timpeallachtaí is infheidhme de roinnt samhlacha foinse teasa léasair a úsáidtear go forleathan i dTábla 1. Sa insamhalta réimse teochta, tá na treochtaí dáileadh réimse teochta a fhaightear ag samhlacha éagsúla cosúil le chéile, go léir i gcruth cóiméid éilipseacha, agus an príomh-difríocht. an bhfuil na réimsí ardteochta éagsúla; sa insamhalta réimse sreafa, tá dáileadh iomlán an réimse sreafa linn snámha leáite a fhaightear trí mhúnlaí éagsúla foinse teasa cosúil leis, agus tá an limistéar ardluais comhchruinnithe freisin i lár an linn snámha leáite. Is é an príomh-difríocht ná go bhfuil méid na linne leáite difriúil, agus faigheann an múnla foinse teasa le dáileadh fuinnimh níos scaipthe doimhneacht agus leithead leá níos lú. Toisc go bhfuil paraiméadair an phróisis casta sa phróiseas cumhdaigh iarbhír, níl Tábla 1 ach le haghaidh tagartha, agus ba cheart an múnla foinse teasa a roghnú go réasúnta de réir na gcoinníollacha turgnamhacha iarbhír.

3 Déan taighde ar dhul chun cinn dromchla an leachta in aisce in insamhalta uimhriúil ar chumhdach léasair

Sa phróiseas cumhdaigh léasair, tá dromchla leachtach saor in aisce an linn snámha leáite i dteagmháil dhíreach leis an aer, a bhfuil tionchar aige go príomha ar an teannas dromchla agus go gcinnfidh sé go díreach próifíl mhéid na ciseal cumhdaigh. Faoi láthair, cuimsíonn na modhanna príomhshrutha chun staidéar a dhéanamh ar dhromchla saor in aisce an linne leáite an modh Leibhéil atá bunaithe ar ghreillí seasta, an modh Toirt Sreabhán, an modh Socraithe Leibhéal Cúpláilte agus an modh Imleabhar Sreabhán, an modh Réimse Céim, agus an Modh Lagrangian-Eulerian treallach bunaithe ar ghreillí ag gluaiseacht.

3.1 Modh Socraithe Leibhéil

Úsáideann an modh Leibhéil Set (LS), ar a dtugtar freisin an modh feidhm isosurface[49], feidhm réimse chian chun cur síos a dhéanamh ar an gcomhéadan dinimiciúil. Moladh an modh Leibhéil Set ar dtús chun staidéar a dhéanamh ar chomhéadan sreabhadh ilphase, agus úsáidtear é anois freisin in aithint íomhá, atógáil comhéadan agus réimsí eile. Liu et al.[50] úsáid as an modh Socraigh Leibhéal chun dromchla saor na miotail leáite a rianú i leá léasair roghnach agus fuarthas amach go raibh an suaitheadh ​​éagobhsaí de bharr athrú teannas dromchla ina chúis le logáin áitiúla ar dhromchla an linn leáite, rud a chuir isteach ar gharbh an dromchla an chumhdaigh ciseal tar éis foirmiú. Mar sin féin, tá diomailt uimhriúil an mhodha LS sách tromchúiseach le linn ríomh, atá seans maith ar fhadhbanna mais neamhchaomhnaithe.

3.2 Modh Sreabhán Toirt

Déanann an modh Imleabhar Sreabhán (VOF) cur síos ar an gcomhéadan saor in aisce trí fheidhm codán toirte a shainiú, agus déanann sé an comhéadan a athchruthú tríd an gcodán toirte a réiteach in aon ghreille amháin. Tá caomhnú mais níos fearr ag an modh VOF ná an modh LS. Insamhladh agus thuar Ye Chen [51] próifíl mhéid na sraithe cumhdaigh de chumhdach léasair bunaithe ar an modh VOF, agus fhíoraigh sé na torthaí insamhalta le turgnaimh orthogonal. Léirigh torthaí comparáide na dtrí ghrúpa sonraí, eadhon, airde leá, doimhneacht leá, agus ráta caolaithe, diall laistigh de 10%, rud a chruthaigh cruinneas an mhúnla uimhriúil. Mar sin féin, níl cruinneas an chomhéadain saor in aisce a tógadh le modh VOF ard go leor, agus ní féidir an sreabhadh i ngnáth-threo an chomhéadain a rianú go cruinn [52]. Dúirt Wen Baoxian et al. [53] bhunaigh múnla foinse teasa comhlacht dáileadh fuinnimh léasair sa leaba púdar bunaithe ar dhlí iomadú an bhíoma solais sa mheán púdar bunaithe ar na bogearraí líofa, agus modhnaíodh an modh VOF clasaiceach, agus mhol sé modh VOF is féidir. a úsáid chun insamhail an feiniméan caolaithe tar éis leá púdar. Léiríonn na torthaí ríofa go ndéanfaidh an t-athrú ar líon na sraithe púdar difear do réimse teochta agus treoluas an linn leáite agus a dtimpeallacht, chomh maith le moirfeolaíocht deiridh an phíosa oibre.

3.3 Modh Socraithe Leibhéal Cúpláilte agus Modh Imleabhar Sreabhán

Comhcheanglaíonn an modh Coupled Level-set le VOF (CLSVOF) na buntáistí a bhaineann leis an modh LS agus an modh VOF, agus tá cruinneas atógáil comhéadan maith agus caomhnú mais aige. Tá Wei et al. [54] comhcheangail an modh LS agus an modh VOF chun múnla sreabhadh ilphase cúpláilte a mholadh chun staidéar a dhéanamh ar an aistriú teasa agus mais le linn teistíocht sreang te léasair agus sreabhadh an dromchla saor. Is féidir leis an tsamhail luaineachtaí caolchúiseacha an chomhéadain gháis/leachta a ghabháil chomh beag le timpeall 0.03 mm. Wang Xiangyu et al. [55] úsáid as an modh CLSVOF chun athrú ar dhromchla leachtach saor in aisce na linne leáite a thuar, rinne sé anailís ar an aistriú mais taobh istigh den linn leáite, agus mhol sé múnla sreabhadh multiphase chun micrea-sreabhadh cumhdach léasair ábhair ilchineálach a insamhlú. Bhí na diallais idir an turgnamh agus an insamhalta laistigh de 9%. Ina theannta sin, i réimse an leá léasair roghnach, Thorsten Heeling et al. [56] bhunaigh [XNUMX] samhail insamhalta uimhriúil den linn leáite bunaithe ar an modh CLSVOF. Nuair a rinneadh anailís ar mhéid na linne leáite a fuarthas trí insamhalta agus turgnamh, fuarthas amach gur mhéadaigh diall doimhneacht an linne leáite le méadú ar an luas scanadh, agus laghdaigh diall an mhéid trasghearrtha le méadú ar luas scanadh.

3.4 Modh Réimse Céim

Tá an modh Réimse Céim (PF) bunaithe ar theoiric Ginzburg-Landau agus réitíonn sé athruithe neamhbhuan an chomhéadain trí chothromóidí difreálach [57]. Murab ionann agus modh VOF, ní gá an comhéadan a atógáil. I gcomparáid leis an modh LS, ní éilíonn sé tús tedious na feidhme achair. Tá an méid ríomh sách beag, agus tá buntáistí uathúla aige maidir le déileáil le fadhbanna dromchla leachtacha saor in aisce le scálaí níos lú nó íogaireacht ard teannas dromchla. Tá Jin et al. [58] bhunaigh [22] múnla insamhalta uimhriúil déthoiseach de leá leaba púdar léasair bunaithe ar an modh réimse céime agus fuarthas amach go mbeidh éifeacht Marangoni ina chúis le boilgeoga a fhoirmiú sa linn leáite. Is féidir leis an bpróiseas remelting agus an chumhacht léasair a mhéadú cabhrú le deireadh a chur le pores, mar a thaispeántar i bhFíor XNUMX.

3.5 Modhanna treallacha Lagrangian agus Euler

Rianaíonn an modh Treallach Lagrangian-Eulerian (ALE) an comhéadan dinimiciúil trí fheidhm gluaiseachta an chomhéadain. Comhcheanglaíonn sé na buntáistí a bhaineann leis an dá mhodh tuairiscithe, Lagrangian agus Eulerian, agus tá buntáistí soiléire aige maidir le déileáil le fadhbanna cúplála leachtacha ard-chruinneas saor ó dhromchla agus sreabhach-soladach. Bunaithe ar an modh ALE, Tian et al. [59] úsáid bogearraí COMSOL chun múnla eilimint chríochta aistrithe teasa agus sreabhadh sreabhán a bhunú ina bhfuil il-pharaiméadair fhisiceacha, agus rinne sé iniúchadh ar thionchar na bparaiméadar próisis éagsúla ar an ráta caolaithe agus ar gheoiméadracht na linne leáite. Léiríonn na torthaí, laistigh de raon áirithe, go bhfuil baint líneach ag an ráta caolaithe leis an gcóimheas coibhneasta fuinnimh-go-mais. Ina theannta sin, le méadú ar an gcóimheas coibhneasta fuinnimh-go-mais, ag gabháil leis an sreabhadh sreabhach sa linn leáite, an comhéadan stua-chruthach soladach-leacht ag bun an linn leáite athrú de réir a chéile ó éadomhain go domhain, mar a thaispeántar i bhFíor 23. Gan et al. [60] bhunaigh múnla aistrithe teasa agus mais ilphase le haghaidh taisceadh díreach léasair, agus d'úsáid sé an modh ALE bunaithe ar theicneolaíocht mhogalra dinimiciúil chun athruithe dinimiciúla ar dhromchla an linne leáite a rianú, agus ríomh an phróifíl méide linn leáite agus dáileadh comhdhéanamh, rud a léiríonn go bhfuil Comhiompar an príomh-mheicníocht aistrithe mais eilimintí cóimhiotail sa linn leáite.
Go hachomair, déantar achoimre i dTábla 2 ar na buntáistí agus na míbhuntáistí a bhaineann leis na modhanna rianaithe dromchla leachtacha saor in aisce thuas.

4 Samhail insamhalta linn snámha leáite cumhdach léasair a fhíorú

I staidéar a dhéanamh ar insamhalta uimhriúil cumhdach léasair, is gá múnla anailíse uimhriúil réasúnta a bhunú agus an múnla a fhíorú. Is é an fíorú múnla atá ann faoi láthair go príomha trí theocht an linn snámha leáite, íomhá agus comharthaí eile a fháil, ag baint úsáide as teicneolaíocht ríomhaireachta le haghaidh próiseála comhartha, agus ar deireadh i gcomparáid agus a fhíorú le sonraí insamhalta réimse teochta agus réimse sreafa.

4.1 Fíorú réimse teochta

Tá braite teocht linn snámha leáite cumhdach léasair roinnte ina bhrath teagmhála agus braite neamhtheagmhála [62]. Is é a bhrath teocht teagmhála a úsáidtear go coitianta go príomha trí thomhas teochta teirmeachúpla, agus tá an eilimint braite teochta i dteagmháil dhíreach leis an sprioc atá le tomhas. Is é an buntáiste oibriú simplí agus cruinneas braite ard. Dúirt Li Yanmin et al. [63] teirmeabúplaí a úsáidtear chun teocht an tsubstráit a thomhas, agus in éineacht le insamhalta uimhriúil chun anailís a dhéanamh ar an dáileadh teochta taobh istigh den linn leáite, agus fuair sé thart ar athrú teochta an linn leáite. Ós rud é go bhfuil an teocht i lár an linn snámha leáite cumhdaigh léasair ró-ard, ní féidir leis an eilimint braite teochta an teocht a thomhas i lár an linn snámha leáite, agus laghdóidh an timpeallacht oibre ardteochta fadtéarmach go mór saol seirbhíse na linne leáite. trealamh braite. Mar sin, glacann braite teocht linn snámha leáite príomhshrutha reatha tomhas teochta neamhtheagmhála. Áirítear go príomha le tomhas teochta neamhtheagmhála an linn snámha leáite cumhdaigh léasair tomhas teochta monacrómach, tomhas teochta dathmhéadrach, agus sealbhú comhartha íomhá agus tomhas teochta trí CCD [64]. Tá Peng Cheng et al. [65] úsáid bogearraí ANSYS chun insamhail a dhéanamh ar dháileadh réimse na teochta le linn phróiseas foirmithe cumhdaigh de bhalla tanaí cóimhiotail tíotáiniam, agus dhear sé córas braite ar líne teocht linn snámha leáite cumhdach léasair fáinne log ag baint úsáide as teirmiméadar dhá dhath, thomhas an teocht iarbhír, agus fíoraíodh. na torthaí insamhalta. Léiríonn na torthaí, de réir mar a charnadh an ciseal sil-leagan aníos, go n-éiríonn feiniméan carnadh teasa níos tromchúisí. Forien et al. [66] dearadh córas braite in-situ don linn leáite sa phróiseas leá leaba púdar léasair ag baint úsáide as tomhas teocht ard-teocht dé-óid agus teicneolaíocht íomháithe ardluais. Chinn siad go raibh baint ag an athrú ar an comhartha piriméadar leis an limistéar foirmiú pore, agus tháinig méadú géar ar an dóchúlacht go ndéanfaí foirmiú pore sa limistéar aistrithe comhartha ardteochta (5% ~ 95%).

4.2 Fíorú réimse sreafa

Áirítear dhá chineál den chuid is mó i bhfíorú réimse sreafa na linne leáite: braite in-situ agus braite neamh-in-situ. Úsáideann braite in-situ ceamara CCD nó ceamara CMOS go príomha chun íomhá moirfeolaíochta dromchla an linn leáite fíor-ama a fháil le linn phróiseas an chumhdaigh léasair. Tar éis próiseáil íomhá, déantar é a chur i gcomparáid leis na sonraí insamhalta le haghaidh fíorú. Wirth et al. [67] dearadh córas fála íomhá ceamara ardluais ar líne cumhdach léasair (mar a thaispeántar i bhFíor 24) chun dlí sreafa dromchla an linne leáite agus luas gluaiseacht na gcáithníní a fháil. Chinn an anailís go bhfuil tionchar ag paraiméadair an phróisis ar threo sreabhadh áitiúil an linne leáite agus go bhfuil randamacht áirithe aige. Sa chuid is mó de na insamhaltaí uimhriúla, beidh tionchar áirithe ag an toimhde go bhfuil an sreabhach sa linn leáite mar shreabhadh laminach ar thorthaí an insamhalta. Tá Huang Jiankang et al. [68] úsáidtear modh rianaithe cáithníní in éineacht le córas íomháithe scátháin linne leáite chun staidéar a dhéanamh ar iompar sreabhadh dromchla linn snámha leáite táthú TIG. Tríd an gcaidreamh mapála idir leithead iarbhír na linne leáite agus leithead picteilín na sonraí físe a chalabrú, ríomh siad go raibh treoluas sreafa dhromchla an linne leáite thart ar 12 mm/s (304 cruach dhosmálta) agus 15 mm/s (Q235 carbón cruach). Déanann braite neamh-in-situ próifíl mhéid agus airíonna meicniúla na samplaí turgnamhacha a bhrath go príomha, agus ansin iad a chur i gcomparáid leis na sonraí insamhalta le haghaidh fíorú. Rinne Wu Jiazhu [68] staidéar ar mheicníocht aistrithe teasa próiseas taisce miotail dhíreach léasair, thomhas sé an doimhneacht leá sampla agus airde an chiseal taiscthe a fuair an turgnamh, agus chuir sé i gcomparáid iad leis na sonraí próifíl cruth linn snámha leáite a fhaightear trí insamhalta, ag fíorú go bhfuil an tsamhail. tá cruinneas ard tuar (≥95%) aige.

5 Achoimre agus Outlook

Cuidíonn an réimse teochta agus an insamhalta réimse sreafa de chumhdach léasair chun tréithe dinimiciúla metallurgical an linn leáite a nochtadh, ach tá na fadhbanna seo a leanas fós ann:

1) Sa staidéar ar an insamhalta réimse sreabhadh linn snámha leáite, níl na coinníollacha teorann foirfe. Go ginearálta, ní dhéantar ach teannas dromchla, domhantarraingthe agus buacacht an linn leáite a mheas le haghaidh na bhfórsaí ar an sreabhach sa linn leáite, agus ní mheastar go bhfuil brú an gháis chosanta agus tionchar na gcáithníní púdar gan leáite ar dhromchla an linne leáite níos lú. .

2) Sa phróiseas staidéar a dhéanamh ar na hathruithe sa réimse teochta agus an réimse sreafa taobh istigh den linn leáite, déanfaidh roinnt scoláirí cruth an chiseal cumhdaigh a shocrú roimh ré nó glacadh leis go bhfuil an linn snámha leáite suite san eitleán nuair a bheidh an tsamhail eilimint chríochnaithe á bhunú. , agus neamhaird á tabhairt ar dhromchla saor leacht/gáis an linne leáite, rud a chuireann teorainn le cruinneas na múnlaí seo chun anailís a dhéanamh ar ghluaiseacht na linne leáite agus ar chomhéadan leachta/gáis, chomh maith le staidéar a dhéanamh ar mheicníocht sreafa na linne leáite.

3) Tá an chuid is mó de na staidéir bunaithe ar fhoshraitheanna cothrománacha, ach is minic a bhíonn na codanna is gá a dheisiú casta i gcruth agus ar dhromchlaí bonn neamhchothrománach. Dá bhrí sin, tá gá le tuilleadh taighde ar chumhdach léasair ar bhundhromchla neamhchothrománach.

I bhfianaise na n-easnamh thuas, moltar na bearta feabhsúcháin seo a leanas.

1) Feabhas a chur ar na coinníollacha teorann. Déantar an brú gáis sciath a thomhas go turgnamhach, a chainníochtú agus a chur le dromchla an linn leáite mar choinníoll teorann.

2) Feabhas a chur ar an tsamhail uimhriúil. Tá an taighde insamhalta ar réimse sreabhadh púdar an nozzle cumhdach léasair an-aibí cheana féin. Is féidir linn iarracht a dhéanamh an múnla céim scoite a chomhcheangal chun ábhair phúdair a chur leis ag an am céanna chun an ciseal cumhdaigh a fhoirmiú le linn an phróisis insamhalta agus múnla aistrithe teasa agus mais sreabhadh multiphase oiriúnach a bhunú.

3) Ba cheart anailís a dhéanamh ar mheicníocht foirmithe agus ar phróiseas éabhlóid an chiseal cumhdaigh i gcomhcheangal le fórsa inmheánach an linn leáite, agus beidh míniú eolaíoch ar iompar sreabhadh agus athruithe moirfeolaíocha an linn leáite faoi staidiúir athraitheach mar an chéad phríomhthaighde eile. treo.