Լազերային եռակցման ցայտերի առաջացման մեխանիզմը և ճնշման սխեման

Ջրցողման արատի սահմանումը. Եռակցման մեջ ցողումը վերաբերում է հալված մետաղի կաթիլներին, որոնք եռակցման գործընթացի ընթացքում դուրս են նետվում հալված մետաղի կաթիլներից: Այս կաթիլները կարող են ընկնել շրջակա աշխատանքային մակերեսի վրա՝ առաջացնելով կոպտություն և անհարթություն մակերեսի վրա, ինչպես նաև կարող են հանգեցնել հալված մետաղի որակի կորստի, ինչը կարող է հանգեցնել եռակցման մակերեսի վրա փոսերի, պայթյունի կետերի և այլ թերությունների առաջացմանը, որոնք ազդում են եռակցման մեխանիկական հատկությունների վրա:

Եռակցման մեջ ցայտելը վերաբերում է հալված մետաղի կաթիլներին, որոնք եռակցման գործընթացի ընթացքում դուրս են նետվում հալված մետաղի ավազանից: Այս կաթիլները կարող են ընկնել շրջակա աշխատանքային մակերեսի վրա՝ առաջացնելով կոպտություն և անհարթություն մակերեսի վրա, ինչպես նաև կարող են հանգեցնել հալված մետաղի որակի կորստի՝ հանգեցնելով փոսերի, պայթյունի կետերի և այլ թերությունների եռակցման մակերեսի վրա, որոնք ազդում են եռակցման մեխանիկական հատկությունների վրա:

Ջրցողման դասակարգում.

Փոքր ցայտքեր. պնդացման կաթիլներ, որոնք առկա են եռակցման կարի եզրին և նյութի մակերեսին, որոնք հիմնականում ազդում են տեսքի վրա և չեն ազդում աշխատանքի արդյունավետության վրա։ Ընդհանուր առմամբ, տարբերակման սահմանն այն է, որ կաթիլը կազմում է եռակցման կարի միաձուլման լայնության 20%-ից պակաս։

Մեծ ցայտք. Եռակցման կարի մակերեսին որակի կորուստ է, որը դրսևորվում է փոսերի, պայթյունի կետերի, կտրվածքների և այլնի տեսքով, ինչը կարող է հանգեցնել անհավասար լարվածության և դեֆորմացիայի՝ ազդելով եռակցման կարի աշխատանքի վրա: Հիմնական ուշադրությունը կենտրոնացած է այս տեսակի թերությունների վրա:

Ցողման առաջացման գործընթացը.

Ցողումը դրսևորվում է որպես հալված մետաղի ներարկում հալված ավազանի մեջ՝ եռակցման հեղուկի մակերեսին մոտավորապես ուղղահայաց ուղղությամբ՝ բարձր արագացման պատճառով: Սա հստակ երևում է ստորև բերված նկարում, որտեղ հեղուկի սյունը բարձրանում է եռակցման հալույթից և քայքայվում կաթիլների՝ առաջացնելով ցողումներ:

Ջրցողման տեսարան

Լազերային եռակցումը բաժանված է ջերմահաղորդականության և խորը ներթափանցման եռակցման։

Ջերմահաղորդական եռակցման ժամանակ ցայտքի առաջացում գրեթե չկա. Ջերմահաղորդական եռակցումը հիմնականում ներառում է ջերմության փոխանցումը նյութի մակերեսից դեպի ներքին շերտ, որի ընթացքում գրեթե ցայտքի առաջացում չի լինում: Գործընթացը չի ներառում մետաղի ուժեղ գոլորշիացում կամ ֆիզիկական մետաղագործական ռեակցիաներ:

Խորը ներթափանցման եռակցումը հիմնական սցենարն է, որտեղ տեղի է ունենում ցայտք. Խորը ներթափանցման եռակցումը ներառում է լազերի անմիջական ներթափանցում նյութի մեջ, ջերմություն փոխանցելով նյութին բանալու անցքերի միջով, և գործընթացի ռեակցիան ինտենսիվ է, ինչը այն դարձնում է ցայտքքոց առաջացնող հիմնական սցենարը։

Ինչպես ցույց է տրված վերևում նշված նկարում, որոշ գիտնականներ օգտագործում են բարձր արագության լուսանկարչություն՝ զուգակցված բարձր ջերմաստիճանի թափանցիկ ապակու հետ՝ լազերային եռակցման ժամանակ բանալու անցքի շարժման վիճակը դիտարկելու համար: Կարելի է պարզել, որ լազերը հիմնականում հարվածում է բանալու անցքի առջևի պատին՝ հեղուկը մղելով դեպի ներքև հոսելու, շրջանցելով բանալու անցքը և հասնելով հալված հեղուկի պոչին: Բանալու անցքի ներսում լազերի ընդունման դիրքը ֆիքսված չէ, և լազերը գտնվում է Ֆրենելի կլանման վիճակում բանալու անցքի ներսում: Փաստորեն, դա բազմակի բեկումների և կլանման վիճակ է, որը պահպանում է հալված հեղուկի գոյությունը: Յուրաքանչյուր գործընթացի ընթացքում լազերի բեկման դիրքը փոխվում է բանալու անցքի պատի անկյան հետ, ինչը հանգեցնում է բանալու անցքի պտտվող շարժման վիճակի: Լազերային ճառագայթման դիրքը հալվում է, գոլորշիանում, ենթարկվում է ուժի և դեֆորմացվում, ուստի պերիստալտիկ տատանումները շարժվում են առաջ:

Վերը նշված համեմատության մեջ օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճանի թափանցիկ ապակի, որը իրականում համարժեք է հալված ավազանի լայնական կտրվածքի տեսքին: Ի վերջո, հալված ավազանի հոսքի վիճակը տարբերվում է իրական իրավիճակից: Հետևաբար, որոշ գիտնականներ օգտագործել են արագ սառեցման տեխնոլոգիա: Եռակցման գործընթացի ընթացքում հալված ավազանը արագորեն սառեցվում է՝ բանալու անցքի ներսում ակնթարթային վիճակ ստանալու համար: Հստակ կարելի է տեսնել, որ լազերը հարվածում է բանալու անցքի առջևի պատին՝ ձևավորելով աստիճան: Լազերը ազդում է այս աստիճանի ակոսի վրա՝ հալված ավազանը մղելով հոսելու դեպի ներքև, լցնելով բանալու անցքի ճեղքը լազերի առաջ շարժման ընթացքում և այդպիսով ստանալով իրական հալված ավազանի բանալու անցքի ներսում հոսքի մոտավոր հոսքի ուղղության դիագրամը: Ինչպես ցույց է տրված աջ նկարում, հեղուկ մետաղի լազերային աբլյացիայի միջոցով առաջացած մետաղի հետադարձ ճնշումը մղում է հեղուկ հալված ավազանին՝ շրջանցելով առջևի պատը: Բանալու անցքը շարժվում է դեպի հալված ավազանի պոչի կողմը, հետևից շատրվանի պես բարձրանալով վերև և հարվածելով պոչի հալված ավազանի մակերեսին: Միևնույն ժամանակ, մակերեսային լարվածության պատճառով (որքան ցածր է մակերեսային լարվածության ջերմաստիճանը, այնքան մեծ է հարվածը), պոչային հալված լողավազանում գտնվող հեղուկ մետաղը մակերեսային լարվածության ազդեցության տակ շարժվում է դեպի հալված լողավազանի եզրը՝ անընդհատ պնդանալով։ Ապագայում պնդանալի հեղուկ մետաղը շրջանառվում է դեպի բանալու անցքի պոչը և այլն։

Լազերային խորը ներթափանցման եռակցման սխեմատիկ դիագրամ՝ A: Եռակցման ուղղություն; B: Լազերային ճառագայթ; C: Բանալու անցք; D: Մետաղական գոլորշի, պլազմա; E: Պաշտպանիչ գազ; F: Բանալու անցքի առջևի պատ (նախահալման հղկում); G: Հալված նյութի հորիզոնական հոսքը բանալու անցքով; H: Հալված լողավազանի պնդացման միջերես; I: Հալված լողավազանի ներքևի հոսքի ուղին։

Լազերի և նյութի փոխազդեցության գործընթացը. Լազերը գործում է նյութի մակերեսին՝ առաջացնելով ինտենսիվ աբլացիա: Նյութը նախ տաքացվում, հալվում և գոլորշիանում է: Ինտենսիվ գոլորշիացման գործընթացի ընթացքում մետաղի գոլորշին շարժվում է վերև՝ հալված ավազանին տալով ներքևի հետադարձման ճնշում, ինչը հանգեցնում է բանալու անցքի առաջացմանը: Լազերը մտնում է բանալու անցքի մեջ և ենթարկվում է բազմաթիվ ճառագայթման և կլանման գործընթացների, ինչը հանգեցնում է մետաղական գոլորշու անընդհատ մատակարարման՝ պահպանելով բանալու անցքը: Լազերը հիմնականում գործում է բանալու անցքի առջևի պատի վրա, և գոլորշիացումը հիմնականում տեղի է ունենում բանալու անցքի առջևի պատի վրա: Հետադարձման ճնշումը հեղուկ մետաղը բանալու անցքի առջևի պատից մղում է բանալու անցքի շուրջը շարժվելու դեպի հալված ավազանի պոչը: Բանալու անցքի շուրջ բարձր արագությամբ շարժվող հեղուկը կհարվածի հալված ավազանին վերև՝ առաջացնելով բարձրացված ալիքներ: Այնուհետև, մակերեսային լարվածության ազդեցությամբ, այն շարժվում է դեպի եզրը և պնդանում է նման ցիկլով: Ցողումը հիմնականում տեղի է ունենում բանալու անցքի եզրին, և առջևի պատի վրա գտնվող հեղուկ մետաղը բարձր արագությամբ կշրջանցի բանալու անցքը և կազդի հալված ավազանի հետևի պատի դիրքի վրա: