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【24h】

Laser cooling arc plasma effect in laser-arc hybrid welding of 316L stainless steel

机译：316L不锈钢激光电弧混合焊接中的激光冷却电弧等离子体效应

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摘要

Current laser-plasma interaction theory supports that the plasma energy e.g. electron temperature would increase by the effect of inverse bremsstrahlung (IB) absorption, when a laser beam passed through the plasma. However, in this paper, we found an interesting laser cooling arc plasma effect (LCAPE) during kilo-Watt fiber laser-TIG hybrid welding. Based on theoretical modelling and experiments, we observed that a temperature decrease of more than 5000 K at the tail of the argon plasma occurred under different process parameters during hybrid welding of 316L stainless steel. We proposed the LCAPE is caused by the laser-induced metal vapor. The mechanism mainly includes the convection cooling and enhanced radiation of the arc plasma by the metal vapor. Our findings could broaden the theory of laser-plasma interaction and provide a theoretical reference to the modulation and control of plasma in industries. (C) 2018 Elsevier Ltd. All rights reserved.
机译：当前的激光-等离子体相互作用理论支持等离子体能量例如当激光束穿过等离子时，电子的温度会因反向致辐射（IB）的吸收而升高。但是，在本文中，我们发现了在千瓦光纤激光器-TIG混合焊接过程中有趣的激光冷却电弧等离子体效应（LCAPE）。根据理论模型和实验，我们观察到在316L不锈钢混合焊接过程中，在不同的工艺参数下，氩气等离子体尾部的温度下降超过5000K。我们提出LCAPE是由激光诱导的金属蒸气引起的。该机理主要包括对流冷却和金属蒸气对电弧等离子体的增强辐射。我们的发现可以拓宽激光-等离子体相互作用的理论，并为工业中等离子体的调制和控制提供理论参考。 （C）2018 Elsevier Ltd.保留所有权利。

著录项

  • 来源
  • 作者

    Mu Zhongyan; Chen Xin; Zheng Zengchao; Huang Anguo; Pang Shengyong;

  • 作者单位

    Huazhong Univ Sci & Technol, State Key Lab Mat Proc & Die & Mould Technol, Wuhan 430074, Hubei, Peoples R China;

    Huazhong Univ Sci & Technol, State Key Lab Mat Proc & Die & Mould Technol, Wuhan 430074, Hubei, Peoples R China;

    Huazhong Univ Sci & Technol, State Key Lab Mat Proc & Die & Mould Technol, Wuhan 430074, Hubei, Peoples R China;

    Huazhong Univ Sci & Technol, State Key Lab Mat Proc & Die & Mould Technol, Wuhan 430074, Hubei, Peoples R China;

    Huazhong Univ Sci & Technol, State Key Lab Mat Proc & Die & Mould Technol, Wuhan 430074, Hubei, Peoples R China;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    Cooling effect; Fiber laser; Arc plasma; Laser-arc hybrid welding; Stainless steel;

    机译：冷却效果;光纤激光;电弧等离子体;激光-电弧混合焊接;不锈钢;

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