4796

4796

تعيين ميدانهاي حرارت ،جابجايي و تنش در جوشكاري ليزر به كمك روش المان محدود

كارشناسي ارشد

مكانيك - طراحي كاربردي

زمستان 1383

1383

دكتر محمد حق پناهي

دكتر پريسا حسيني تهراني

06

از انجا كه جوشكاري ليزر يك روش سريع ، دقيق ، تميز ، انعطاف پذير و كارا مي باشد . در سالهاي اخير به عنوان يكي از روشهاي توليد بخصوص در ساخت بخصوص قطعات كوچك د رصنايع الكترونيكي و هوافضايي به شكل وسيعي استفاده مي شود ضمنا منطقه متاثر از حرارت كوچك ،تغيير شكلهاي كم ، امكان اتوماسيون و داشتن مقاومت بالا نسبت به اندازه جوش از ديگر مشخصه هاي جذاب اين روش جوشكاري مي باشد . اما كيفيت جوش (كافي بودن ابعاد جوش ،كم بودن تنشهاي پسماند و تغيير شكلها ) در جوشكاري ليزر به شدت تابع پارامترهاي جوشكاري بوده و براي حصول جوش مناسب نياز به شناخت دقيق اثرات اين پارامترها بر ابعاد جوش و تنشهاي پسماند ناشي از جوشكاري مي باشد از ميان انواع ليزرها دو نوع ليزر 2 CO و Nd:YAG در جوشكاري كاربرد دارند . بنابراين ابتدا به مدلسازي حرارتي پروسه جوشكاري ثابت ليزر 2 CO پرداخته شده است . در اين تحليل ابعاد جوش ،سيكل حرارتي و نرخ سرمايش كه بر اندازه دانه ها و ريزساختار جوش حاصله تاثير بسزايي دارد به كمك روش المان محدود محاسبه شده اند . پس از آن پروسه جوشكاري نقطه اي ليزر پالسي Nd:YAG مدلسازي گرديده است . در اينجا نيز ابعاد جوش براي هشت شدت توان مختلف با نتايج آزمايشگاهي مقايسه شده اند . پس از اطمينان از صحت مدل حرارتي ، با انجام تحليل مكانيكي ، تنشهاي پسماند محاسبه گرديده اند . تاثير عواملي مانند گرماي نهان ذوب و تبخير ،مدت زمان پالس ، شدت توان متوسط پرتو ، شعاع پرتو ،ضريب جذب و پيش گرمايش بر نتايج تحليل ترموديناميكي بررسي شده اند . در پايان اثر خواص تابع دماي ماده بر ابعاد جوش ،سيكل حرارتي و تنشهاي پسماند بررسي گرديده و روشي مهندسي براي منظور كردن اثر خواص تابع دما در مدل المان محدود ارائه شده است .