Федоров В.А., Кузнецов П.М., Лобачев А.В., Яковлев А.В., Васильева С.В

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ ЭРОЗИОННОГО ФАКЕЛА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ МЕТАЛЛА

Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина, Тамбов, Россия,

[email protected]

В качестве источника лазерного излучения использовалась установка ЛТА-4- 1, с активным элементом на основе иттрий-алюминиевого граната легированного неодимом. Длина волны излучения 1,064 мкм. Использовалась прямоугольная временнáя форма импульса. В работе исследовались пластины ОЦК сплава Fe-Si (массовая доля Si ≈ 3,4 %) с размерами 30×15×0,27 мм. Регистрация эрозионного факела производилось с помощью фотоэлемента Ф-14 (полоса пропускания в ви- димой области). Во время воздействия лазерного излучения на образец формирует- ся эрозионный факел. Зависимость фотоэдс от времени представлена на рис.1 а). Видно, что в верхней части сигнала появляются осцилляции. Поэтому, данный сигнал подвергался разложению в спектр Фурье.

а) б)

Рис. 1. а – Вид сигнала фотоэдс; б – разложение сигнала в спектр Фурье

Спектр сигнала, представленный на рис. 1 б содержит насколько характерный частот: 2 кГц, 3,4 кГц, 4,7 кГц, 6,1 кГц – эти частоты можно отнести к автоколеба- тельному режиму эрозионного факела. Частота 9,5 кГц кратна частоте 4,7 кГц, по- этому она является одной из гармоник автоколебаний. Известно, что в случае по- явления эрозионного факела возможна экранировка лазерного излучения. В ре- зультате к поверхности образца прекращается доступ лазерного излучения. Это об- стоятельство может служить причиной волнового квазипериодического рельефа, на поверхности кратера, наблюдавшееся в работе [1], где в качестве характеристи- ки рельефа вводится волновое число (количество волн на единицу длинны). Моду- ляция рельефа кратера может быть связано с периодическим воздействием лазер- ного излучения. Если предположить, что рельеф кратера образуется благодаря только автоколебаниям факела, то, волновое число на лицевой стороне должно со-

ставлять ~ 20-30 мм-1, но в результате эксперимента волновое число, как правило, равно 50-100 мм-1, что в 2,5-3 раза больше. Т.о., автоколебания не вносят сущест- венный вклад в образование рельефа кратера.

1. Федоров В.А., Кузнецов П.М. Динамика рельефа кратера при воздействии лазерного излучения на поверхность сплава железа с кремнием // Материалы международной

конференции с элементами научной школы для молодежи «Наноматериалы и нанотех- нологии в металлургии и материаловедении», г. Белгород, 13-15 октября 2011 г., стр. 124-125.

Дата добавления: 2017-01-14