بررسی و بهینه سازی پارامترهای موثر بر استحکام جوش نقطه ای لیزر پالسی Nd:YAG در ورقهای فولادی با بهره از طراحی آزمایشات

Abstract

در این مقاله، فرآیند جوشکاری نقطه‌ای لیزر در ورق‌های فولادی زنگ نزن AISI304، که در صنایع مختلف استفاده می شود، مورد بررسی قرار گرفته است. در فرآیند جوشکاری نقطه‌ای لیزر، کیفیت اتصالات به میزان زیادی به مقادیر پارامترهای تنظیمی وابسته است. از پارامترهای تنظیمی در روش جوشکاری نقطه‌ای لیزر می‌توان به توان ماکزیمم پالس، زمان پالس و ضخامت ورق اشاره کرد که در استحکام اتصال موثر بوده و در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته‌اند. مهمترین مشخصه کیفیت جوش در این روش، استحکام کششی– برشی است که در این تحقیق به عنوان معیار ارزیابی کیفیت جوش در نظرگرفته شده است. به منظور ایجاد رابطه ریاضی دقیق بین پارامترهای ورودی و متغیر پاسخ (استحکام کششی – برشی)، از روش طراحی آزمایشات و روش تحلیل رویه پاسخ استفاده شده است. پس از طراحی و اجرای آزمایش‌ها با استناد به تحلیل واریانس، مدل ریاضی منطبق بر فرآیند واقعی بدست آمده است. همچنین اعتبار مدل پیشنهادی به کمک روش‌های آماری تایید شده است. برای طراحی آزمایشات و تحلیل نتایج، از نرم افزارMinitab16 استفاده شده است. نتایج بدست آمده از انجام آزمایشات و تحلیل آنها، نشان داد که افزایش توان ماکزیمم پالس تا 4250 وات و زمان پالس پرتو لیزری تا 5/3 میلی ثانیه، بیشترین استحکام کششی – برشی(2200 کیلوگرم) ایجاد می کنند و اثر مرتبه دوم ضخامت ورق بیشترین تاثیر منفی را در استحکام کششی – برشی اتصال دارد.