Laser-metal etkileşimi sırasında meydana gelen ısı iletiminin analizi

Abstract

ÖZET Laser-metal etkileşimi, laserin endüstriyel uygulamaları sırasında önemli rol oynar. Bu etkileşimde ısı transferi en önemli kısmı oluşturur. Bu çalışmada, laser işleme gücü >10 10 W/m2 olan bir Laser-Metal etkileşimi sırasında meydana gelen ısı iletim olayı fourier ve elektron kinetik teorileri yardımıyla modellenmiştir. Oluşturulan bu modellerin analitik çözümleri güç olduğu için sonlu farklar metodu kullanılarak nümerik çözümleri yapılmış ve ileriye doğru sonlu farklar metodu denenmiştir. Bu çözümlerden elde edilen neticeler birbirleriyle kıyaslanmıştır. Ayrıca malzeme içerisindeki ve yüzeyindeki sıcaklık dağılımlarının malzemenin termodinamik özellikleriyle değişimini belirlemek gayesiyle iki farklı malzeme incelenmiş ve elde edilen sıcaklık dağılımları birbirleriyle kıyaslanmıştır. Nümerik çözümler için bir bilgisayar programı geliştirilmiştir.

I I SUMMARY Laser-metal interactions have an important role during the industriel applications of laser. In this interaction the heat transfer takes the most important part. In this study, the heat transfer which happens during the laser-metal interactions have modelled using fourier and electro kinetic theory for lasers having power greater than l010 W/m2 Since the analytical solutions of these models are very difficult, the numerical solutions have been made by using the method of finite differences and finite element methods. The results obtained from these solutions have been compaired to each others. Apart from this, in order to define the changes of temperature distribution on the surface, depending on the thermodyamic properties of materials, and the obtaind temperature distribution have been compared. A computer programme has been developed for the numerical solutions.