مدل سازی آماری جوشکاری لیزر لرزه ای فولاد ضد زنگ فریتی AISI 430

مدل سازی آماری جوشکاری لیزر لرزه ای فولاد ضد زنگ فریتی AISI 430


مدل سازی آماری جوشکاری لیزر لرزه ای فولاد ضد زنگ فریتی AISI 430

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: مدل سازی آماری جوشکاری لیزر لرزه ای فولاد ضد زنگ فریتی AISI 430

ارائه دهنده: Provider: پرستو فرزادپور - مهندسی مواد

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محسن شیخی

اساتید مشاور: Advisory Professors: دکتر محمود مرادی

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر اسماعیل دماوندی و دکتر مینو کرباسی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 16 بهمن

مکان ارائه: Place of presentation: کلاس 10

چکیده: Abstract: فرآیند جوشکاری لیزر نوسانی با داشتن ویژگی های فراوان از جمله سرعت پردازش بالا، کنترل دمای بهتر در مناطق حوضچه جوش و متأثر از حرارت به علت حرکت مکرر پرتوی لیزر در آن مناطق، کاهش عیوب جوش از طریق کاهش شیب دمایی و سرعت سرمایش، امکان اتصال مواد با درز بیشتر، کاهش تنش پسماند و امکان جوشکاری بهتر فلزات بازتابنده در دهه اخیر موررد توجه صنایع بسیاری قرار گرفته است. در پژوهش حاضر نیز جوشکاری با استفاده از این فرآیند و به صورت پاس روی ورق بر فولاد AISI 430 انجام شد. دامنه نوسان، توان و الگوی حرکت لیزر به عنوان پارامترهای ثابت و سرعت جوشکاری و فرکانس نوسان به عنوان پارامترهای متغیر فرآیند جوشکاری در نظر گرفته شدند. با بررسی حالت انجمادی جوش مشخص شد که زمانی که لیزر نوسان n را شروع می¬کند، نوسان n-1 منجمد شده است یا به بیان دیگر لیزر در هر نوسان بر روی فاز جامد حرکت می کند و این امر باعث تفاوت ریزساختار انتهایی جوش در این فرآیند نسبت به فرآیندهایی شد که منبع حرارتی در آن¬ها بر روی مذاب حرکت می کند. دو نوع ریزساختار ستونه و هم محور در ریزساختار جوش نمونه¬ها مشاهده شد. به منظور کمی سازی این مشاهده نسبت طول به عرض نمونه¬ها محاسبه شد. با بررسی تاثیر تغییر پارامترها بر ریزساختار و نسبت طول به عر نمونه ها دو فرضیه در خصوص تبدیل ریزساختار ستونی به هم محور مطرح شد. فرضیه اول: در سرعت جوشکاری ثابت، افزایش فرکانس باعث ترغیب ریزساختار هم¬محور خواهد شد. فرضیه دوم: در فرکانس نوسان ثابت، افزایش سرعت جوشکاری تمایل به ایجاد ریز ساختار ستونی را در جوش افزایش می¬دهد. در ادامه برای تایید فرضیات فوق، تخمین گرادیان دمایی و سرعت انجماد، مدل¬سازی با استفاده از معادله روزنتال انجام شد. نتایج نشان داد که در سرعت جوشکاری ثابت با افزایش فرکانس نوسان از 100 الی 500 (Hz) مقدار G/R افزایش و ریزساختار ¬هم محور ترغیب شده و در فرکانس نوسان ثابت، با افزایش سرعت جوشکاری از 4 الی 10 (mm/s)، این مقدار کاهش و ریزساختار ستونی ترغیب خواهد شد. هر دو مود با فرضیات مطرح شده مطابقت داشتند. به منظور بررسی اثر همزمان پارامترهای سرعت جوشکاری و فرکانس نوسان بر G/R نمودار سه تایی فرکانس سرعت G/R رسم شد. نتایج نمودار نشان داد که با افزایش فرکانس و کاهش سرعت جوشکاری مقدار G/R افزایش و ریزساختار هم محور ترغیب خواهد شد. همچنین به منظور مشاهده اثر توان لیزر و سرعت جوشکاری نمودار توان- سرعت- G/R نیز رسم شد که در این نمودار با کاهش توان وسرعت جوشکاری مقدار G/R کاهش یافته و دراینجا نیز تمایل به ایجاد ریزساختار هم محور در جوش افزایش خواهد یافت. لازم به ذکر است که برعکس حالت¬های بالا در مورد ریزساختار ستونی نیز صادق است.نتایج آزمون میکروسختی نشان داد که میزان سختی فلز جوش همه نمونه¬ها تقریباً یکسان بوده و نسبت به فلز پایه افزایش یافته است.

فایل: ّFile: