11449

11449

شبيه‌سازي انتقال حرارت، ذوب و انجماد در جوشكاري ليزري

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي - شناسايي و انتخاب مواد

تابستان 1391

تابستان 1391

دكتر سيد حسين سيدين - دكتر محمد تقي صالحي

دكتر محمد رضا ابوطالبي

چكيده: هدف از اين تحقيق، شبيه‌سازي انتقال حرارت و انجماد در فرآيند جوشكاري ليزري مي‌باشد. در اين راستا، يك مدل سه‌بعدي انتقال حرارت همراه با ذوب و انجماد، در اثر تابش پرتوي ليزر پالسي، به عنوان يك منبع حرارت سه بعدي و با توزيع گاوسي توسعه داده شده است. معادله‌ي حاكم، شامل معادله‌ي انتقال حرارت همراه با تغيير فاز ماده، با استفاده از روش حجم محدود مبتني بر روش اختلاف محدود حل شده است. بدين منظور يك برنامه‌ي كامپيوتري به زبان Fortran نوشته و به كار گرفته شد. نتايج حاصل از مدل توسعه يافته در اين تحقيق با نتايج تجربي در دسترس براي دو ماده SS304 وAl2024 مقايسه شده، كه انطباق قابل قبولي را نشان داده است. نهايتاً مطالعات پارامتري با استفاده از مدل تاييد شده به منظور بررسي تأثير پارامترهاي عملياتي بر روند جوشكاري ليزري صورت گرفته است. نتايج حاكي از آن است كه در مورد Al2024، با افزايش قله‌ي توان از 2/1 كيلووات به 2 كيلووات عمق نفوذ جوش از 24/. به 8/. افزايش مي‌يابد.همچنين با افزايش عرض پالس از 6 ميلي‌ثانيه به 10 ميلي‌ثانيه، به دليل كاهش توان ماكزيمم، عمق نفوذ از 7/. به 57/. كاهش مي‌يابد. قابل ذكر است كه قطر پرتوي ليزر، سرعت جوشكاري و شرايط قطعه كار در ابتداي فرآيند، همچون دماي قطعه‌كار نيز بر كيفيت جوش اثرگذارند. كلمات كليدي: شبيه‌سازي عددي، جوشكاري ليزري، روش حجم محدود، فولاد زنگ نزن، آلومينيوم 2024