| مطالعه تجربی و بهینهیابی زبری و سختی سطحی در برش لیزری فایبر فولاد کربنی |
| کد مقاله : 1116-ICME (R1) |
| نویسندگان |
|
فردین رضائی1، سیدمحمدحسین سیدکاشی *2 1دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران 2استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران |
| چکیده مقاله |
| در این مطالعه به بررسی تأثیر پارامترهای برش لیزری بر کیفیت سطح صفحات فولادی ST37 پرداخته شده است. با استفاده از یک سیستم لیزر صنعتی پرقدرت، تأثیر توان لیزر (6000-8500 وات)، سرعت برشی (33-43 متر بر دقیقه) و فشار گاز کمکی (0.8 تا 1.2 بار) بر دو پاسخ ارزیابی شده است: زبری سطح و سختی. با طراحی آزمایش عاملی کامل، 27 آزمایش اجرا شد که با استفاده از نرمافزار مینیتب از نظر آماری تحلیل شدند. نتایج تجربی نشان داد که توان لیزر مهمترین عامل مؤثر بر پرداخت سطح و سختی ماده است. افزایش توان لیزر از 6000 به 8500 وات منجر به کاهش قابلتوجه زبری به دلیل جریان مذاب پایدار و ویسکوزیته مذاب پایینتر شد، در حالیکه همزمان سختی را از طریق دمای اوج بالاتر و اثرات خود-سرمایشی سریع افزایش داد. سرعت برشی رابطهای غیرخطی با زبری نشان داد و نقطه بهینه را در سرعت 38 متر بر دقیقه شناسایی کرد که در آن ورودی گرما و حذف مواد متعادل بودند. برعکس، افزایش سرعت منجر به کاهش سختی به دلیل کاهش زمان توقف و ناحیه متأثر از حرارت باریکتر شد. فشار گاز کمکی نقش دوگانهای را نشان داد، بهطوریکه قبل از اینکه اثرات خنککننده همرفتی، راندمان حرارتی را در فشارهای بالاتر کمی کاهش دهد، در 0.1 بار به اوج اثربخشی خود رسید. بهینهسازی چندهدفه با هدف حداکثر سختی و حداقل زبری و با استفاده از تابع مطلوبیت D-بهینه، پارامترهای بهینه کلی را با توان لیزر 8500 وات، سرعت برشی 33 متر بر دقیقه و فشار گاز 0.8 بار شناسایی کرد. |
| کلیدواژه ها |
| برش لیزری، فولاد ST37، زبری سطح، سختی سطحی، بهینهسازی چندهدفه. |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |
