مطالعه میدان های حرارت و تنش در فرایند جوش لیزر پیوسته

لیزرهای co2 و nd: yag به علت قابلیت های عملکردی عالی و کیفیت جوش بالا بطور گسترده در صنایع خودرو سازی مورد استفاده قرار می گیرند. پرتو لیزر می تواند با قطر بسیار کم و چگالی بسیار بالا به سطح فلز تابانیده شود. در این حالت به سرعت فلز را تبخیر کرده و باعث ایجاد کی هول می شود که عمق نفوذ بالایی را به همراه دارد. شبیه سازی انواع فرایندهای جوش برای سال ها یکی از موضوعات اصلی و مورد علاقه در زمینه تحقیقات جوش بوده است. انواع شبیه سازی های عددی و تحلیلی توسط محققان بر روی این روش جوش صورت پذیرفته که تاکنون نیز ادامه داشته است. از سویی شبیه سازی های عددی این امکان را برای ما فراهم می سازند که با صرف زمان و هزینه های کمتر نسبت به شبیه سازی تحلیلی به تخمین پارامترهای مورد نیاز برای جوش از قبیل سرعت، عمق نفوذ و توان مورد نیاز جهت عملیات جوش بپردازیم. در این پایان نامه با کمک نرم افزار ansys فرایند جوش لیزر پیوسته در دو مد هدایتی و کیهول شبیه سازی شده و اثرات پارامترهای موثر بررسی گردیده است. تمامی پارامترهای موثر بررسی گردیده است. تمامی پارامترهای ترموفیزیکی و ترمودینامیکی بصورت تابعی از دما در نظر گرفته شده اند. برای شبیه سازی در گام اول با استفاده از حل های تحلیلی و نتالیج آزمایشگاه‍ی مدلی جدید برای منبع حرارتی ساخته شده است. این مدل با حالت های مختلف جوش آزموده شده و در نهایت پس از تعیین پازامترهای مربوط به آن شبیه سازی نهایی انجام گرفته و نتایج آن با کار آزمایشگاهی دیگر و در مرجعی دیگر مقایسه گردیده است. از آنجا که انجام آزمایش عملی جوش لیزر جهت بررسی پارامترهای موثر، زمان بر و دارای هزینه بالایی است نتایج این تحلیل ها به ما کمک می کند تا تخمینی مناسب از هندسه حوضچه، عمق نفوذی و پهنای جوش، تنش های گذرا و باقیمانده در جسم داشته باشیم.