مطالعه تجربی فرآیند تمیزکاری به کمک پلاسمای الکترولیتی با شکل سیگنالهای مختلف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندس

2 هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

فرآیند تمیز کاری به کمک پلاسمای الکترولیتی، یک فرآیند الکتروفیزیکی است که در آن قطعه کار رسانا در الکترولیت، غوطه ور شده و در اثر عبور جریان الکتریکی، در سطح آن پلاسما تشکیل می شود. تشکیل پلاسما موجب ایجاد ذوب موضعی در سطح، و تمیز کاری آن می گردد. در این مقاله پارامترهای مؤثر بر فرآیند تمیزکاری پلاسما، شامل جریان، ولتاژ، عرض پالس، فرکانس، دمای الکترولیت و شکل سیگنال اعمالی، بر مقدار باربرداری و زبری سطح به ‌طور تجربی مورد بررسی قرارگرفته است. شکل سیگنال‌های مورداستفاده در این مقاله به‌صورت DC، DC پالسی و AC با قطبیت نامتقارن است. پس از انجام آزمایش‌ها نتایج به کمک نرم‌افزارهای تحلیل آماری مورد بررسی قرارگرفته و روابط بین پارامترها استخراج ‌شده است. نتایج آزمون‌ها نشان می‌دهد که در فرایند تمیزکاری با جریان مستقیم، پلاسما تنها در محدوده‌ی جریان کوچکی تشکیل می‌شود. پایین‌تر از این محدوده پلاسما تشکیل نشده و بیشتر از آن نیز پلاسما آسیب جدی به قطعه کار وارد کرده و آن را ذوب می‌کند. با پالسی شدن جریان، کنترل روی فرایند بالاتر رفته و می‌توان جریان را تا حد زیادی افزایش داد. اثر جریان و زمان تمیز‌کاری نسبت به سایر پارامترها بیشتر بوده و با افزایش هرکدام از آن‌ها بر میزان باربرداری افزوده می‌شود. جریان متناوب با قطبیت نامتقارن در فرایند تمیزکاری با پلاسمای الکترولیتی از حجم باربرداری کم می‌کند. میزان زبری سطح را می‌توان با کاهش درصد روشنی پالس کاهش داد. حداکثر باربرداری در آزمونهای انجام شده 30 میلی گرم و حداقل زبری سطح بدست آمد 0.5 میکرومتر بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study of the plasma electrolyte cleaning using different signal shapes

نویسندگان [English]

  • mehdi nasrollahi 1
  • mohammad reza karafi 2
1 engineer
2 department of mechanical engineering, Tarbiat Modares university, tehran, iran
چکیده [English]

The plasma electrolyte cleaning is an electro-physical process in which a conductive workpiece immerges in an electrolyte and plasma generates on its surface due to passing large currents. Melting the surface locally causes the cleaning of the workpiece’s surface. In this article, the parameters affecting the plasma cleaning process, including current, voltage, duty cycle, frequency, electrolyte temperature, and signal shape are studied. The effects of the parameters on the material removal and the workpiece surface roughness have been studied experimentally. The signals used in this study are DC, pulse DC and AC with asymmetric polarity. In this research, the design of the experiments is performed using the Taguchi method. After the experiments, the results were analyzed by statistical analysis software. Experimental relationships between parameters are also extracted. The experiment results show that in the process of cleaning with direct current, plasma is only formed in a small current range. Using pulse current, the controlability of the process has increased. The effect of current and time of cleaning in the process of plasma cleaning has a great and direct effect on the material removal rate. Alternating current with asymmetric polarity reduces the material removal rate in the electrolytic plasma cleaning process. The surface roughness can be reduced by reducing the percentage of duty cycle, and this process can be used for fine polishing of workpiece surfaces. Maximum removal of materials, and minimum roughness are 30 mg and 0.5 micrometer respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cleaning
  • electrolytic plasma
  • optimization
  • Taguchi