بررسی تجربی اثر پارامترهای لیزر بر روی استحکام و قطر سطح دکمه جوش نقطه‌ای لیزری فولاد زنگ نزن316

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

2 مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک

3 گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

چکیده

با پیشرفت تکنولوژی و نیاز فراوان به قطعات ظریف و سبک با استحکام بالا، نیاز به جوشکاری ورق های نازک نیز بیشتر شده است. امروزه از جوشکاری نقطه ای لیزری جهت اتصال ورق‌های نازک فولاد زنگ نزن آستنیتی در تولید وسایل آشپزخانه استفاده میشود. استحکام و اندازه دکمه جوش دو پارامتر مهم در تعیین کیفیت جوش نقطه ای لیزری هستند. در این پژوهش ورق نازک فولاد زنگ نزن استنیتی 316 به ضخامت 7/0 میلیمتر به روش جوشکاری لیزر به صورت اتصال لبه روی هم جوشکاری نفطه ای شد. برای انجام این جوشکاری از دستگاه جوش لیزر Nd:YAG پالسی با توان متوسط استفاده گردید و اثر پارامترهای موثر بر اندازه‌ی دکمه‌ی جوش و استحکام نهایی نقطه‌ی جوش به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. فرکانس لیزر در سه سطح 5، 7 و 9 هرتز، پیک توان لیزر در سه سطح 1670، 1750 و 1800وات و زمان روشنی پالس در سه سطح 6، 8 و 10میلی ثانیه به عنوان پارامترها و سطوح آزمایش مورد بررسی قرار گرفتند. در این پژوهش برای طراحی آزمایش از روش تاگوچی 9L استفاده شد. نتایج آزمایش ها نشان دادند که با افزایش توان لیزر قطر دکمه جوش کاهش یافته، با افزایش زمان روشنی پالس قطر دکمه جوش ابتدا افزایش و سپس کاهش یافته و با افزایش فرکانس لیزر قطر دکمه جوش ابتداکاهش و سپس افزایش یافته است. همچنین با افزایش زمان روشنی پالس و فرکانس لیزر استحکام جوش نقطه افزایش یافته و با افزایش توان لیزر استحکام جوش نقطه ابتدا افزایش و سپس کاهش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of the effects of laser parameters on the strength and size of the weld nugget in laser spot welding of stainless steel sheet 316

نویسندگان [English]

  • Mehdi Mirzaloo 1
  • Mehdi Modabberifar 1
  • Moiein Taheri 2
  • Iman Alighoorchi 1
  • Alireza Karian 3
1 Department of Mechanical Engineering, Arak University, Arak, Iran
2 Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Arak University, Arak, Iran
3 Department of Mechanical Engineeringو Babol Nooshirvani University of Technology, Babol,, Iran
چکیده [English]

With the advancement of technology and the great need for thin and light parts with high strength, the need for welding thin sheets has also increased. Nowadays, laser spot welding is used to connect thin sheets of austenitic stainless steel in the production of kitchen wares. The strength and size of the weld nugget are two important parameters in determining the quality of laser spot welding. In this study, thin sheets of stainless steel 316 with a thickness of 0.7 mm were laser spot welded. To perform this welding, a medium power Nd: YAG laser welding machine was used and the effects of effective laser parameters on the strength and size of the weld button were investigated experimentally. Laser frequency at three levels of 5, 7 and 9 Hz, peak laser power at three levels of 1670, 1750 and 1800 W and pulse ON time at three levels of 6, 8 and 10 milliseconds were selected as parameters and test levels. Taguchi L9 method was used to design the experiments. The experimental results show that with increasing laser power, the diameter of the welding button decreases, with increasing the pulse ON time, the diameter of the welding button first increases and then decreases, and with increasing laser frequency, the diameter of the welding button decreases and then increases. In addition, with increasing pulse ON time and laser frequency, the strength of weld nugget increases, and with increasing laser power, the strength of weld button increases firstly and then decreases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Laser spot welding
  • weld nugget
  • Weld strength