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: تنزيل فایل