جوشکاری لیزری یکی از روشهای پرکاربرد و موثر برای اتصال مواد مختلف در صنایع گوناگون به شمار می آید. هدف در این پایان نامه پیش بینی و بهینه سازی خواص مطلوب جوش فولاد زنگ نزن 316 در فرآیند جوشکاری لیزری nd:yag با استفاده از روش تاگوچی بعنوان روش طراحی آزمایش ها می باشد. برای این منظور پارامترهای خاصی از فرآیند مانند: توان لیزر، سرعت جوشکاری و موقعیت کانونی اشعه انتخاب شدند تا تاثیر آنها بر خواص مکانیکی و هندسه جوش بررسی شود. نتایج با استفاده از آنالیز واریانس و سیگنال به نویز تحلیل شدند. برای پیش بینی هر یک از مشخصات یا پاسخ های استحکام کششی، عمق نفوذ و پهنای جوش در بالا و پهنای جوش در میانه، مدل های ریاضی بدست آمد. همچنین درباره چگونگی اثرگذاری هر یک از پارامترها بر روی این پاسخ ها بحث شد. نمودارهای اثرات اصلی پارامترها روی پاسخ توسط نرم افزار minitab 15 بدست آمد و ترکیب بهینه پارامترها که منجر به پاسخ بهینه می شود نیز مشخص گردید. همچنین مطالعه روی ریزساختار و ریزسختی جوش انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد روش طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی می تواند برای بررسی اثر پارامترهای مختلف فرآیند جوشکاری لیزری بر روی هندسه جوش و استحکام جوش حاصل بکار رود و با این روش می توان به پاسخ بهینه مورد نظر دست یافت همچنین نتایج بدست آمده با این روش کمترین حساسیت را نسبت به فاکتورهای غیرقابل کنترل فرآیند (نویز) دارد. مهمترین پارامترهای موثر بر عمق نفوذ جوش، پهنای جوش و استحکام کششی به ترتیب موقعیت کانونی اشعه، سرعت جوشکاری و موقعیت کانونی پرتو می باشند. استحکام کششی بهینه، معادل mpa428 بود که در سرعت mm/s75/2، توان w210 و محل تمرکز اشعه mm 6/0 زیر سطح ورق، بدست آمد.

در این تحقیق پارامترهای فرآیند نورد گرم همچون دمای نورد آغازین، دمای نورد پایانی و دمای کلاف پیچی برای پیش بینی شکل پذیری و ریزساختار ورق های فولادی میکروآلیاژی نایابیوم دار، بهینه سازی شد. بدین منظور چهار سطح از هر فاکتور (پارامتر) انتخاب شد تا تأثیر آنها بر توان کرنش سختی، ارتفاع گنبد و اندازه دانه بررسی شود. سپس با استفاده از روش طراحی آزمایش ها، آزمایش ها با سه روش تاگوچی، طراحی فاکتوریال دو سطحی و طراحی فاکتوریال کلی، طراحی شدند و پس از انجام آزمایش ها نتایج حاصل با هر سه روش بهینه سازی شد. در هر روش بهینه سازی، آنالیز واریانس انجام شد تا فاکتورهای معنادار تعیین شوند و سپس شرایط بهینه فاکتورها برای دستیابی به بیشترین توان کرنش سختی و ارتفاع گنبد و ریزترین اندازه دانه بدست آورده شد. در نهایت نیز مقایسه ای بین نتایج حاصل از تمامی روش ها انجام شد. نتایج حاصل از بهینه سازی نشان داد که پارامترهای دمای نورد پایانی و دمای کلاف پیچی بیشترین تأثیر را بر شکل پذیری و ریزساختار دارند. علاوه براین، نتایج نشان داد که با افزایش دمای نورد آغازین، دمای نورد پایانی و دمای کلاف پیچی، توان کرنش سختی و ارتفاع گنبد افزایش می یابد، درحالیکه با کاهش این پارامترها اندازه دانه کاهش می یابد و شکل ساختار از حالت فریت چندضلعی به فریت سوزنی تغییر می کند. بررسی کفایت مدل ها نشان داد که مدل های حاصل از تمامی روش ها توانایی کافی برای پیش بینی را دارند.