مقاله جوشکاری لیزری در صنایع خورو سازی

 

فهرست مطالب

فصل اول لیزر(25-11)

1-1مقدمه  12 

1-2تاریخچه لیزر 13

1-3همدوسی لیزر 15

1-4تولید اشعه لیزر 17

1-5اصول فرایند جوشکاری با لیزر 21

1-6موارد کاربرد جوش لیزر23

 

فصل دوم تقسیم لیزرها (36-26)

2-1لیزر حالت جامد27

2-2لیزرهای گازی32

2-3دیود لیزرها 36

 

فصل سوم متغیر های فرایند جوشکاری با لیزر (44-37)

3-1 توان پرتو لیزر 38

3-2قطر پرتو لیزر 39

3-3قابلیت جذب پرتو41

3-4سرعت عبور پرتو 43

3-5گاز محافظ44

 

فصل چهارم انتخاب لیزرجهت جوشکاری (51-45)

4-1عوامل موثر در انتخاب لیزر مناسب 46

4-2جوشکاری فولادها 49

4-3جوشکاری آ لومینیم و آلیاژهای آن50

4-4جوشکاری تیتانیم و آلیاژهای آن51

 

فصل پنجم لیزرهای توان پایین(55-52)

5-1عوامل موثر در انتخاب لیزرهای توان پایین 53

5-2نکات مهم دراستفاده از لیزرهای توان پایین 54

 

فصل ششم جوشكاري ورق ST14 مورد استفاده در ساخت

بدنه خودرو با استفاده از ليزر Nd:YAG پالسي (66-56)

6-1چکیده57

6-2چیدمان آزمایش57

6-3بررسی نتایج آزمایش59

 

فصل هفتم بررسي بيناب نشري پر پلاسما در جوشكاري ورق

 فلز st14 بوسيله ليزر Nd:YAG پالسي(77-67)

7-1چکیده68

7-2مقدمه68

7-3مواد و وسایل و روش های آزمایش69

7-4نتایج و بحث71

 

فصل هشتم مزایا و محدودیت جوشکاری لیزری در مقایسه با

 سایر روشها(82-78)

8-1مزایای فرایند جوشکاری با اشعه لیزر79

8-2معایب فرایند جوشکاری با اشعه لیزر81

8-3مسائل ایمنی استفاده از لیزر82

 

 

فصل نهم تحلیل المان محدود(99-83)

9-1تعیین المان و خواص مواد84

9-2مدل سازی هندسی84

9-3مش زنی ( ساختن مدل اجزا محدود)86

9-4اعمال شرایط مرزی و نیروها88

9-5تنظیمات حل و گرفتن نتایج مورد نیاز89

نتیجه گیری و پیشنهادات(102-100) 

 

فهرست شکل ها

1 -نور همدوس و ناهمدوس 15

2 -اجزای اصلی لیزر ساده19

3 - تابش تحریک شده فوتونها که با یک اتم تحریک شده برخورد 

می کند و منجر به آزادی فوتون قبل از تابش خود به خودی می شود20

4 - بازتاب فوتونها توسط آینه ها به منظور افزایش طول مسیر برای تابش

تحریک شده و در نتیجه افزایش توان پرتو لیزر20

5 -مقطع مدهای اصلی پرتوی لیزری21

6- یاتاقان هیدرولیکی قسمت جلو برنده موشک که با اشعه لیزرجوش

کاری میشود  25

7- وقتی که نور در دستگاه لیزر توسط کوانتومها تولید شد با رفت و برگشت

بین آینه ها متمرکز می شود28

8- طرح شماتیک لیزر Nd:YAG32

9- طرح شماتیک یک لیزر CO2با جریان محوری34

10- طرح شماتیک یک لیزر CO2با جریان متقاطع35

11- تصویر چیدمان آزمایشگاهی مورد استفاده در جوشکاری لیزری58

12- تغییرات عمق نفوذ جوش بر حسب پهنای پالس لیزر60

13- عمق نفوذ جوش در پهنای پالس لیزر 61

14- تصویر همپوشانی پالسهای لیزر 64

15- نتایج آزمایشهای تنش – کرنش65

16- تصویر نمونه ای قطعه ای که تحت آزمایش تنش-کرنش قرار گرفته است66

17- تصویری از چیدمان استفاده شده در آزمایش های جوش لیزری71

18- نمونه ای از بیناب نشری پر پلاسمای ناشی از جوش لیزری72

19-تغییرات دما و انحراف معیار دما بر حسب تغییرات پهنای پالس74

20- تغییرات دما و انحراف معیار دما بر حسب تغییرات گاز محافظ74

21- تغییرات دما و انحراف معیار دما بر حسب تغییرات شارش گاز76

22-مدل سازی هندسی85

23-مش زنی86

24- اعمال شرایط مرزی و نیروها89

25- حالت های مختلف کرنش در اثر اعمال شرایط مرزی و نیروها90

26- حالت های مختلف تنش در اثر اعمال شرایط مرزی و نیروها 95

 

فهرست جداول

 

1-تاثیر توان پرتو برعمق نفوذ با سرعتهای مختلف جوشکاری در فولاد 30439

2- ترکیب شیمیایی نمونه ورق فلز ST14 59

3- شرایط و مقادیر پارامترهای آزمایش60

4- عناصر تشکیل دهنده ST14بر حسب درصد وزنی 69

5-شرایط کاری استفاده شده در آزمایش های جوش لیزری 70

6- مشخصات خطوط تابشی انتخابی برای محاسبه دمای الکترون اتم آهن خنثی73

لیزر

1-1 : مقدمه

لیزر یک دسته اشعه موازی شده و پیوسته از جنس نور می باشد که تمام این اشعه دارای طول موج واحدی می باشد البته این اشعه با اشعه نوری ناپیوسته ای که از خورشید تشعشع می کند بسیار متفاوت است نور خورشید دارای طول موج های بسیار متفاوت و متنوع می باشد که در تمام جهات منتشر می شود نور با طول موج های متفاوت می تواند روی یک نقطه مادی متمرکز شود و انرژی خود را به صورت انرژی حرارتی آزاد کند اشعه لیزر یک اشعه به شدت موازی شده و کوهرنت می باشد که هر چه موازی تر و پیوسته تر باشد در نقطه کوچک تری می تواند متمرکز شود و انرژی حرارتی بیشتری را نیز تولید می کند

این ویژگی اشعه لیزر باعث تقویت ایده استفاده از آن در جوشکاری به عنوان یک منبع منحصر به فرد انرژی شد جوشکاری با اشعه لیزر یکی از جدیدترین تکنیک های جوشکاری است که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد این فرآیند برای ساخت و تولید برخی قطعات صنعتی شرایطی را فراهم آورده است که تا قبل از آن، ساخت این قطعات غیر ممکن و یا بسیار مشکل بوده است این فرآیند یک فرآیند جوشکاری ذوبی می باشد هر چند از نظر نوع تجهیزات و نوع فرآیند با فرآیند های جوشکاری ذوبی معمولی بسیار متفاوت است با یک سری تغییرات و تجهیزات اضافی، می توان از لیزر برای برشکاری نیز با دقت و سرعت بسیار بالا استفاده نمود

اولین دستگاه های جوش لیزر که ساخته شدند به ندرت مورد استفاده قرار می گرفتند و تنها در جاهایی از آنها استفاده می شد که چاره ای جز استفاده از آن نداشتند علت این امر مشکل بودن استفاده از دستگاه، بالا بودن هزینه، عدم وجود امکانات ایمنی و عدم دسترسی به اپراتور ماهر و کارآمد بود اما به مرور زمان علم و تکنولوژی لیزر پیشرفت کرد و دستگاه های بسیار پیشرفته ای ساخته شدند و دامنه استفاده از لیزر به طور چشم گیری افزایش یافت

1-2: تاریخچه لیزر

کلمه لیزر مخفف عبارت Light Amplification Stimulated by Emission of Radiationبه معنی تقویت نور تحریک شده با انتشار پرتوافکنی می باشد و بر روش تولید این نور دلالت دارد مفهوم این لغت در زبان انگلیسی گسترش یافته و از لیزر به عنوان اسم و به معنی دستگاهی که لیزر تولید می کند استفاده می شودپیشنهاد استفاده از گسیل القایی از یک سیستم با جمعیت معکوس برای تقویت امواج میکروویو بطور مستقل بوسیله وبر (Weber) ، جوردون (Gordon) ، زیگر (Zeiger) ، تاونز (Townes) ، باسو (Basov) و پروخورو (Prokhorov) داده شد اولین استفاده عملی از چنین تقویت کننده‌هایی توسط گروه جوردون ، زیگر و تاونز در دانشگاه کالیفرنیا انجام شد این گروه نام میزر (MASER) را که از ابتدای حروف "Microwave Amplification by StimulatedEmission of Radiation" تشکیل شده بود برای آن برگزیدند

اولین میزر با استفاده از گذار میکرووی در مولکولهای آمونیاک (3NH) ساخته شد در سال 1958 اولین بار پیشنهاد فعالیت میزر در فرکانسهای نوری در مقاله‌ای توسط اسکاولو (Schawlow) و تاونز داده شد در سال 1960 یعنی کمتر از دو سال دیگر ، میلمن (Mailman) موفق به ساخت لیزر پالسی یاقوت شد این لیزر پیوسته کار (CW) که لیزر گازی هلیوم نئون بود، در سال 1961 توسط علی جوان ایرانی ساخته شد در سال 1962 نیز پیشنهاد لیزرهای نیمه ‌هادی مطرح گردید

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.