Автоколебания параметров ЭЛС.

Для ЭЛС характерно, что при постоянном во времени потоке энергии возникают колебания физических параметров, характеризующих систему луч – вещество, а именно: потока пара, интенсивности светового излучения, эмиссии электронов и т.п. из зоны воздействия луча. Существует критическое значение потока энергии для возбуждения колебаний: если

q_{2 >} q₂*, то колебания  возникают, если  q2 < q2*, не возникают.

Такое поведение системы луч - вещество присуще автоколебательным системам.

При нагреве вещества постоянным во времени потоком энергии, который больше некоторого критического значения, отмечают существенные особенности в характере измерения температуры поверхности: она не стремится к постоянному значению, но колеблется относительно некоторого среднего значения. Эта закономерность обусловлена возникновением автоколебаний температуры и плотности пара в процессе нагрева.

Механизм автоколебаний заключается в экранировке потока энергии паром вещества и в существовании релаксационных процессов в газодинамике пара. Критическое значение потока энергии, амплитуда, частота колебаний зависят от параметров потока энергии, теплофизических характеристик материала, газодинамических характеристик пара и характеристик взаимодействия потока энергии с паром.

Автоколебательной системой называют систему, преобразующую энергию постоянного источника в энергию колебаний (рис. 4).

Расчеты показывают, что при q₂ = 10⁵+10⁶  Вт/см² для сталей, алюминия, титана частота автоколебаний составляет 10⁵ – 10⁴, а амплитуда 100-500 К.

Закономерность существования незатухающих во времени собственных колебаний температурного поля и плотности пара позволяет рассматривать физику этих процессов с качественно новой точки зрения. В частности, это приводит к выводу о существовании резонансных режимов нагрева вещества.

Использование резонансных режимов нагрева открывает широкие возможности для повышения эффективности разработки новых способов сварки и обработки материалов концентрированными источниками энергии.

Регистрация характеристик автоколебаний дает новые возможности для построения систем контроля и регулирования процесса ЭЛС. Например, в работе показана система контроля глубины проплавления при ЭЛС по частоте колебаний ионного тока.