Lazer-metal etkileşimi sırasında meydana gelen ısı transferi modelinin incelenmesi

Abstract

-V- ÖZET Laser in takım tezgahı olarak kullanılmasında, laser-metal etkileşimi karışık bir fizik olayı meydana getirmektedir. Bu fiziki olayda, ısı transferi mekanizması önemli bir rol oynamaktadır. Bununla birlikte bu fizik olay işleme kalitesine etki etmektedir. Bu nedenle, bu fizik olayın iyi bir şekilde araştırılması kaçınılmaz olmuştur. Bu çalışmada, laser-metal etkileşmesi sırasında meydana gelen ısı transferi modeli incelenmiş olup, nümerik ve analitik çözümler gerçekleştirilmiştir. Analitik çözümler Laplace transformu kullanılarak gerçekleştirilmiş, nümerik çözümler ise sonlu farklar metodu uygulanarak çözülmüştür. Nümerik çözümün doğruluğunu belirlemek amacı ile explicit ve implicit çözümler ayrı, ayrı yapılmış ve neticeler de kıyaslanmıştır. Malzemelerin (iş parçalarının) ısı transferi modeli üzerine etkilerini incelemek gayesi ile üç farklı ısıl özelliğe sahip malzeme seçilmiştir.

-VI- SYNOPSIS In the application of lasers as a machine tool, the complicated physical phonemenon occurs during laser-metal interaction. This phonemenon is known as mainly heat transfer mechanisms. However, this phonemenon affects the machining characteristics. Therefore, the detailed investigation into the heat transfer mechanisms becomes necessary. In the present study, the heat transfer mechanisms taking place during the laser-metal interaction is examined and the analitical as well as numerical solutions is obtained using Laplace transforms while finite-difference methot is employed in the numerical solutions. In order to study the convergency of the numerical solution, explicit and implicit methods are used. To examine the effects of the thermal properties of the samples three different materials are selected in the analysis.