پديد آورنده :
آرپناه زاده، اشكان
عنوان :
مطالعه تجربي فرآيند برشكاري ورق هاي نازك فولادي كم كربن توسط ليزر CO2
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ساخت و توليد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مكانيك
صفحه شمار :
هفده، 128ص.: مصور
استاد راهنما :
محسن بدرسماي، احسان فروزمهر
توصيفگر ها :
برشكاري ليزر , ليزر دي اكسيدكربن پيوسته , عرض برش , زبري سطح برش
تاريخ نمايه سازي :
1394/07/27
استاد داور :
عباس قايي، مهدي كاروان
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/10/04
چكيده فارسي :
چكيده رايجترين استفاده از ليزر در صنعت كاربرد آن در برشكاري است در اين روش كه يك فرآيند گرمـايي اسـت از يـك پرتـوي متمركـز شده ليزر براي ذوب ماده در ناحيه مورد نظر استفاده ميشود و در ادامه بوسيله يك جت گاز پـر فشـار هـدايتشـونده توسـط يـك نـازل برشكاري مواد مذاب از ناحيه شيار برش خارج ميشوند ميزان ناحيه متأثر از حرارت اعوجاج حرارتي و عرض بـرش ايـن روش بسـيار كمتر از ديگر روشها است و كيفيت برش به مراتب بهتري ارائه ميدهد علاوه براين سرعت برش در اين روش بسيار بالاست كـه خـود باعث ارجحيت اين روش نسبت به ديگر روشها ميشود در اين پژوهش با آمادهسازي ليزر 2 CO آزمايشگاه ليزر و اپتيك تجهيزات برشكاري و طراحي و ساخت يك نازل برشكاري به بررسي تجربي برشكاري ورقهاي نازك فولادي پرداخته شده است پارامترهاي بسياري در برشكاري فلزات توسط ليزر دخيل هستند كه در اين پژوهش اثر مهمترين پارامترها بر كيفيت برش مورد بررسي قرار گرفتهاند سرعت برش توان ليـزر فشـار گـاز اكسـيژن و فاصـله نـازل از سطح قطعهكار به عنوان پارامترهاي ورودي و پارامترهاي عـرض ناحيـه متـأثر از حـرارت عـرض بـرش و زبـري سـطح بـرش بـه عنـوان خروجيها جهت بررسي كيفيت ايجاد شده در نظر گرفته شدهاند به منظور بررسي اثر همزمان پارامترهـاي ورودي بـر خروجـي و بهينـه سازي آنها از روش طراحي آزمايش تاگوچي با آرايههاي متعامد 72 L و 9 L بهره گرفته شده است پارامترهاي سرعت برش فشار گاز اكسيژن توان به ترتيب بيشترين اثر بر خروجيها را داشتهاند و پارامتر فاصله نازل از سطح قطعهكار به عنوان كماثرترين پارامتر وروديها معرفي شده است سرعت در بين اين پارامترها مهمترين عامل معرفي شـده اسـت و بـراي دسـتيابي بـه بهترين كيفيت برش بيشينه سرعت برشكاري در محدوده آزمايشات انجام شده پيشنهاد شده است اثر فشار گاز اكسيژن بر خروجـيهـاي عرض منطقه متأثر از حرارت و زبري داراي حد بهينهاي است برشكاري ورق هاي فولاد با ضخامت مختلـف نشـان داد كـه بـا ليـزر كـم توان 2 CO توانايي برش ورق تا ضخامت 2 1 ميلمتر با سرعت قابل قبول 5 1 متر بر دقيقـه را دارد بعـلاوه عـرض بـرش و عـرض منطقـه متاثر ازحرارت به ترتيب در مقادير كمتر از 041 ميكرون و 001 ميكرون گزارش شدند همچنين اثر توان بر روي زبري سطح بـرش حـد بهينهاي دارد با افزايش فاصله نازل از سطح قطعهكار زبري افزايش مييابد و در پايان ليزرهاي كمتوان 2 CO جهت برشـكاري ورقهـاي هشت
چكيده انگليسي :
Experimental Study on Cutting Process of Thin Sheets of Low Carbon Steel via CO2 laser Ashkan Arpanahzadeh a arpanahzadeh@me iut ac ir Date of Submission 2015 08 17 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohsen Badrossamay mohsen badrossamay@cc iut ac ir Ehsan Foroozmehr eforoozmehr@cc iut ac irAbstract The most use of laser in industries is Laser cutting This method of cutting is a thermal process thatuses a focused laser beam to melt the material locally The melt is then blown out of the kerf with a highpressure gas jet that flows in a cutting nozzle Comparing with the conventional cuttig methods the heataffected zone thermal distortion and kerf width is much lower and resulting better cutting quality In thisresearch thin sheets steel laser cutting has been investigated experimentally For this goal the preparation oflaser cutting equipments for CO2 laser at IUT Laser Optic lab was done In addition designing andmanufacturing of cutting nozzle have been acomplished In the next step the effect of a number of processparameter on the cutting quality has been studied Cutting speed oxygen pressure laser power and stand off distance have been considered as input parameters and the thickness of heat affected zone kerf widthand surface roughness have been considered for studding the cutting quality as output parameter Thetaguchi method with orthogonal arrey of L9 and L27 was applied to investigate the effect of the inputparameters on the output parameters at the same time and optimize them It has been found most effevtiveparameters on the process are Cutting speed oxygen pressure and laser power respectively The study alsoshowed that the stand off distance has very low influenc on the cutting quality Furtheremore it was shownthat the best cutting quality was achieved at the highest cutting speed within the studied ranges ofparameters The result indicate that there is an optimum range for the oxygen pressure in which the smallestthickness of heat affected zone and the lowest value of roughness was achieved at 4 5 bar gas pressure Excessive heat input that cuases side burning and instability of the melt pool at higher appleid gas pressureare responsible for increasing the thickness of heat affected zon and roughing the cutting face Also there isan optimum range for laser power to achieve the lowest roughness of cutting face The surface roughnessincreases with increasing the stand off distance Laser cuttting of the different steel sheet thicknessesshowed that the used low power CO2 is capable to cut the sheet with 1 2 mm thickness with appropriatecutting speed of 1 5 meter per minute In addition the kerf width and the heat affected zone measured to beless than 140 micron and 100 micron respectively Keywords Laser cutting CW CO2 laser Kerf width Heat affected zone Surface roughness
استاد راهنما :
محسن بدرسماي، احسان فروزمهر
استاد داور :
عباس قايي، مهدي كاروان
