Наиболее важные показатели качества лазерной сварки изде­лий приборостроения — прочность и выплеск металла из свароч­ной ванны.

Для сварки без выплесков обычно применяют теплопроводно — стиый режим, при котором максимальная температура Т нагрева поверхности материала ие превышает температуру его кипения 7’к и для частого случая сварки с малым боковым теплоотводом находится из уравнения (43). Легко показать, что при этом мак­симальная глубина ^проплавления, а следовательно, и максималь­ная прочность соединения также реализуются при условии Т-*ТК т. е. уравнение (43) представляет собой математическую модель процесса импульсной лазерной сварки металлов с учетом отмечен­ных выше ограничений.

Из сравнения выражений (71) и.(43) следует, что

X — a, k, R

I = ° (73).

•3 1 — Ея, г0, х

2-т.

В модельное уравнение (43) параметры внешней среды фор­мально не входят, однако их влияние учитывается в связи с флук­туациями параметров лазерного излучения (;£л, г0, т). Возможные изменения этих параметров в течение действия одного импульса излучения составляют ±10%, а при длительной работе лазера Ел и т могут измениться на 300—400% и более. Изменение теплофи­зических и оптических свойств материалов {a, k, R), подлежащих сварке, также составляет ±10% и обусловлено допустимым от­клонением этих параметров от номинальных значений.

Из результатов анализа уравнения (44) следует, что. к наиболее чувствительным изменениям поверхностной температуры Т приво­дят флуктуации радиуса пятна облучения г0 и коэффициента от­ражения R. При длительной посылке импульсов излучения (более 100—150 импульсов) существенным становится и уменьшение энер­гии излучения Ел, обусловленное старением элементов излучателя. При этом коррекция энергии излучения £л повышением напряже­ния накачки может привести для некоторых типов лазеров к суще-

■ствеиному (в 3—4 раза) изменению длительности импульса излу­чения [8].

Таким образом, анализ этой математической модели показы­вает, что для достижения выбранных показателей качества свар­ки необходимо учитывать влияние всех параметров лазерного из­лучения и коэффициента отражения излучения от зоны сварки. Модель управления процессом лазерной сварки с учетом сделан­ных выше замечаний может быть выражена общим уравнением:

u=u[R, Е„ г0> т, Г]. (74)

где R, Ел, Го, х — наиболее существенные параметры состояния процесса сварки; Т — показатель качества сварки; £л, Ль т — .управляемые параметры.