الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۳
کد مقاله
MTL03
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
کارایی کوپلینگ نیروی لیزر در جوشکاری فولاد ضدزنگ آستنیت به روش‌های رسانایی و سوراخ کلیدی
نام انگلیسی
Laser power coupling efficiency in conduction and keyhole welding of austenitic stainless steel
کارایی کوپلینگ نیروی لیزر در جوشکاری فولاد ضدزنگ اوستنیت به روش‌های رسانایی و کلید خور
چکیده
جوشکاری لیزری صفحات نازک فولاد ضدزنگ AISI 304 به وسیله دستگاه لیزر با توان بالا CW Co2 انجام شد. میزان توان لیزر به کار رفته در فرآیند جوشکاری، با استفاده از نتایج تجربی و مدل پارامتر بدون بعد برای جوشکاری لیزری و همچنین مدل معادله تراز انرژی، تخمین زده شده است. گوناگونی کارایی جوشکاری لیزری با توجه به تغییرات سرعت جوشکاری و حالت جوشکاری مورد مطالعه قرار گرفت. کارایی بالایی برای جوشکاری رسانایی سرعت بالای ورقه‌های نازک و همچنین در فرآیند جوشکاری کلید خور در قدرتهای لیزری بالا گزارش شده است. تاثیر پیش-اکسیداسیون سطح و پودر به عنوان ماده پرکننده بر روی کوپلینگ نیروی لیزری نیز گزارش شده است. این مقاله همچنین اثر ساختار میکروسکوپی یا ریزساختار بر روی امکان ترک برداشتگی جوش‌های لیزری را نیز مورد بررسی قرار می‌دهد.
جوشکاری لیزری ورقه‌های نازک در سرعت‌های بالا یکی از کاربردهای جالب لیزرهای با توان بالا است. جوش دارای کیفیت بالا بر روی ورقه‌های فولاد ضدزنگ نازک با سرعت ۵۰-۲۰ متر بر دقیقه توسط لیزرهای داری توان بالا انجام شده است. حالت کدری یا ماتی فلزات به همراه بازتاب بالای تابشهای لیزری، باعث می‌شود تا پرتوهای لیزر به مقدار زیادی انعکاس یابند و قسمت کمی از این پرتوها در عمق بسیار اندک فلز در نزدیکی سطح جذب شوند. بر این مبنا، دمای سطح بالا می‌رود و گرما در امتداد با ضخامت ورق از طریق فرآیند رسانایی گرمایی اعمال می‌شود. در دمای معمولی یا اتاق حدود ۹۸% نور تابیده شده به سطح فولاد ضدزنگ پولیش داده شده بازتابش می‌شود و در دماهای بالاتر این درصد کاهش می‌یابد. در جوشکاری لیزری ورقه‌های نسبتا ضخیم‌تر، در چگالیهای توان لیزر بالا، یک کلید خور تشکیل می‌شود و سپس بواسطه فرار بخار تثبیت می‌گردد. پرتو لیزری در کلید خور در امتداد ضخامت ورقه نفوذ کرده و جوش دارای عمق زیادی را بوجود می‌آورد. یکی از موضوعات مربوط به جوشکاری لیزری کارایی کوپلینگ توان لیزر در صفحات فلزی است. برای برآورد بازده اتصال و تعیین عوامل فرآیندی و لیزری مؤثر در این بازده و به منظور دستیابی به یک جوش با کیفیت خوب، ما ورقه‌های فولاد ضد زنگ AISI304 با ضخامت‌های مختلف از ۱/۰ تا ۵۵/۱ میلی‌متر را به صورت برآمده یا خظ جوش با دو روش رسانایی و کلید خور جوش داده‌ایم. بازده اتصال لیزر به روش‌های جوش رسانایی و کلید خور به ترتیب ۱۶% و ۶۵% بود.
کوپلینگ لیزر جوشکاری فولاد ضدزنگ آستنیت
۲- آزمایش
طرح مجموعه آزمایش در شکل۱ نشان داده شده است و شامل یک سیستم ساده‌ی تولید لیزر CW CO2 به همراه هدایت کننده پرتو لیزر و یک میز مختصات x-y کنترل کامپیوتری است. بیشترین توان سیستم لیزر kW 5/3 در وضعیت چند حالتی و kW2 دروضعیت TEM01*، درصورت برخورداری از گذرگاه با قطر مناسب، می‌باشد. پرتوی که از سیستم تولید لیزر بیرون می‌آید به صورت صفحه‌ای ، پلاریزه (قطبی) می‌شود. سیستم هدایت‌کننده‌ی لیزر شامل یک تأخیر دهنده‌ی فاز است تا پرتو لیزر صفحه‌ای پلاریزه شده را به صورت پرتو دایره‌ای پلاریزه شده درآورد. آئینه خم کننده‌ی لیزر و عدسی متمرکز کننده‌ی روی ـ سلنید ، پرتو را به قطعه می‌رسانند. در انتهای سیستم هدایت کننده یک افشانک (نازل) قرار دارد که پرتو از آن بیرون می‌آید. یک گاز پوشاننده از طریق این افشانک با دبی ۲۰ لیتر در دقیقه دمیده می‌شود. فاصله کانونی عدسیmm100 و قطر پرتو لیزر موقع رسیدن به قطعه صفحه‌ای، ۳۰۰ میکرون است. جوشکاری صفحات فولاد ضدزنگ AISI 304 در ضخامت‌های ۵۰۱ تا ۵۵/۱ میلی‌متر با سرعت‌های متفاوت و قدرتهای متفاوت لیزر انجام شده است. بهترین سرعت‌های جوشکاری و قدرت لیزر در جدول ۱ ذکر شده‌اند:
کوپلینگ لیزر جوشکاری فولاد ضدزنگ آستنیت
۳- تخمین بازده اتصال لیزری
برای تخمین بازده اتصال قدرت لیزری از مدل پارامتر بدون بعد برای جوش لیزری استفاده شد. این مدل دارای خصیصه‌های قابل توجهی در جوش لیزری می‌باشد (۱۹۹۸ Steen). دو پارامتر بدون بعد عبارتند از: سرعت نرمال شده و توان نرمال شده که به صورت زیر تعریف می‌شوند:
کوپلینگ لیزر جوشکاری فولاد ضدزنگ آستنیت
۴- آزمایشات متالوگرافی
۴-۱- نتایج
نمونه ورق‌های فولاد ضدزنگ AISI 304 جوش داده شده توسط لیزر بوسیله میکروسکوپ برجسته نما و میکروسکوپ نوری مورد آزمایش قرار گرفتند. مهم‌ترین نتایج به دست آمده از آزمایشات متالوگرافی عبارتند از :
۴-۱-a– ورقه‌ی با ضخامت mm2/1 : جوش‌های لیزری شامل دانه‌های مورب (با زاویه حدود º۴۵ با خط مرکزی جوش) است که به هم متصل هستند و از دو جهت مخالف حوضچه‌ی مذاب و مقدار کمی هم از روی خط مرکزی جوش (به صورت کاملا متقارن در سطح مقطع جوش) مطابق شکلهای a2 و b2 رشد کرده‌اند. منطقه ذوب این جوش‌ها دارای ساختار میکروسکوپی شامل فاز فریتی کرمی شکل است که بیانگر انجماد فریت ابتدایی است. شکل c2 ساختار میکروسکوپی منطقه ذوب این جوش‌ها را نشان می‌دهد. فریت اولیه‌ی منجمد شده در جوش‌های فولاد ضدزنگ آستینتی از استحکام بیشتری در مقابل ترک و شکستگی در مقایسه با انجماد آستینتی است.
۴-۲- مباحث
شکست در موقع انجماد یکی از مهم‌ترین مشکلات جوش لیزری فولاد ضدزنگ آستینتی است. در نقطه انجماد پایین فاز اتکتیک به علت جمع شدگی در اثر تنش‌های حاصل از انجماد، مرزدانه‌ها شکستگی پیدا می‌کنند. (Sindo 1987, pp 220-221). نشان داده شده است که می‌توان با انتخاب ترکیباتی که تشکیل فاز فریت می‌دهند یا با کاهش عناصر ناخالصی (مثلا منفرد و گوگرد) از ایجاد شکست جلوگیری کرد. (Lippold 1994) مشاهده کرد که تحت شرایط انجماد سریع با جوش لیزری پالسی، انجماد به سمت تشکیل فازآستینت یکدست می‌رود و شکست محدود می‌شود. همچنین (۱۹۸۳ و ۱۹۸۲) Vitek & David گزارش کرده‌اند که با سرد کردن سریع جوش لیزری می‌توان به جوش یکنواخت‌تر دست یافت.
کوپلینگ لیزر جوشکاری فولاد ضدزنگ آستنیت
۵- نتیجه‌گیری
با اطلاعات حاصل از این مطالعه ، می‌توان به نتایج زیر دست یافت:
ورقه‌های فولاد ضدزنگ AISI 304 را می‌توان توسط لیزر با کیفیت خوبی جوش داد. ولی در سرعت‌های نسبتا زیاد جوشکاری دانه‌های تشکیل شده در منطقه ذوب با زاویه تندی روی خط مرکزی جوش همدیگر را قطع می‌کنند که در نتیجه روی همین خط احتمال شکست جوش بیشتر می‌شود.
جذب انرژی لیزر CO2 در جوشکاری به روش رسانایی و به روش کلید خور به ترتیب حدود ۱۵% و ۶۵% است.
اتلاف گرما به طریق رسانش در سرعت‌های بالای جوش و در جوشکاری به روش کلید خور کم است.
پیش‌اکسایش سطح فولاد ضدزنگ و استفاده از پوشش پودر فولاد ضدزنگ می‌تواند جذب انرژی لیزر را تا حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد بالا ببرد.
با تشکر از L B S Rana و C H prem Singh بخاطر همکارهای فنی
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
