Данная работа посвящена исследованию математических моделей тепловых источников применительно к процессам лучевой обработки. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Изучение особенностей моделирования для процессов лазерной обработки. 2. Выявление отличительных характеристик классической модели теплового поля Розенталя и Рыкалина. 3. Исследование математической модели теплового поля Голдака. 4. Анализ расширений модели Голдака для случаев лазерной и лазерно-дуговой сварки. В результате были проанализированы различные модели тепловых источников. Проведены расчеты по распределению тепла в некоторый момент времени. Из проведенного анализа расширений модели Голдака для случаев лазерной и лазерно-дуговой сварки можно видеть, что два источника тепла в процессе гибридной сварки взаимодействуют в одной сварочной ванне. Изменение расстояния между источниками тепла меняет характер плавления материала, и для источников тепла с расстоянием d = 8 мм взаимодействие между источниками тепла отсутствует. В этом случае процесс протекает как два отдельных метода сварки. Лазерный источник тепла определяет глубину проникновения сварного шва, тогда как геометрия сварного шва на верхней поверхности в основном зависит от дугового источника тепла.

The given work is devoted to studying mathematical models of heat sources as applied to beam processing. The research set the following goals: 1. Study of modeling features for laser processing processes. 2. Identification of the distinctive characteristics of the classical model of the thermal field of Rosenthal and Rykalin. 3. Research mathematical model of the thermal field of Goldak. 4. Analysis of Goldak model extensions for laser and laser-arc welding. As a result, various models of heat sources were analyzed. Calculations were made on the distribution of heat at some point in time. From performed analysis it can be observed that two heat sources in hybrid welding process are cooperating in a single welding pool. Changing the distance between heat sources changes the nature of material melting and for distance d=8mm heat sources there is no interaction between heat sources. In this case the process proceeds as two separate welding methods. Laser beam heat source determines the weld penetration depth (Fig. 8), whereas the geometry of the weld at the top surface mainly depends on the arc heat source. As shown in this figure, the calculated geometry of the weld and heat affected zone agrees well with experimental results. The developed mathematical models and numerical solutions can be used to analyze the impact of important process parameters on the quality of laser-arc hybrid welded joints.