Оптимизация параметров лазерной двулучевой сварки кварцевого стекла с использованием метода планирования вычислительных экспериментов

Abstract

В работе с использованием метода полного факторного эксперимента получена регрессионная модель двулучевой сварки кварцевого стекла с применением CO2-лазеров и выполнена оптимизация параметров обработки. Расчет температурных полей был выполнен методом конечных элементов в программе ANSYS с учетом зависимости теплофизических свойств кварцевого стекла от температуры. В качестве варьируемых факторов использовались скорость обработки, радиусы и мощности лазерных пучков. В качестве откликов использовались максимальные температуры в зоне обработки и глубины проплавления материала. Определены значения технологических параметров двулучевой сварки кварцевого стекла, обеспечивающие максимальную глубину проплавления материала при заданном диапазоне значений температуры в зоне воздействия лазерного излучения. = The regression model of double-beam welding of quartz glass using CO2 lasers and the optimization of processing parameters were obtained in this work using the method of full-factor experiment. The calculation of the temperature fields was performed with the finite element method in the ANSYS program taking into account the dependence of thermal physical properties of quartz glass on the temperature. The processing speed, radii, and laser beam powers were used as varying factors. The maximum temperatures in the treatment area and the depth of material penetration were used as responses. The values of technological parameters of double-beam welding of quartz glass, providing the maximum depth of material penetration at a given range of values of temperature in the zone of laser radiation were determined.