بررسی تاثیر پارامترهای فرآیند سوراخکاری لیزر سوپرآلیاژ Hastelloy X روی مشخصههای هندسی سوراخ | ||
مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
مقاله 4، دوره 9، شماره 1، فروردین 1398، صفحه 45-54 اصل مقاله (919.71 K) | ||
نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2019.7393.2697 | ||
نویسندگان | ||
علی خرم* 1؛ محمدرضا رزازان2؛ عبدالحسین جلالی3 | ||
1دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران | ||
2دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنایع و معادن ایران، تهران، ایران | ||
3استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
در سالهای اخیر، فرآیند سوراخکاری لیزری به عنوان یکی از روشهای موثر برای سوراخکاری ریز قطعات با دقت بالا، زمان کم و نسبت طول به قطر بالا در صنایع گوناگون به ویژه صنعت هوافضا مورد استفاده قرار گرفته است. جهت بهبود کیفیت فرآیند سوراخکاری، شناسایی پارامترهای فرآیند و بررسی تاثیر آنها بر روی مشخصههای خروجی سوراخ لازم است. در این پژوهش فرآیند سوراخکاری لیزری Nd:YAG به روش چند پالسی بر روی سوپرآلیاژ Hastelloy X انجام گرفت و تاثیر پارامترهای فرآیند شامل فرکانس لیزر، عرض پالس و زمان نگهداری پرتو بر روی مشخصههای هندسی سوراخ (قطر سوراخ در قسمت ورودی و خروجی، دایرهای بودن سوراخ در قسمت ورودی و خروجی و زاویه مخروطی سوراخ) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان میدهد با افزایش فرکانس لیزر، میانگین قطر سوراخ در قسمت ورودی و خروجی افزایش یافته اما میزان دایرهای بودن در قسمت ورودی و خروجی کاهش مییابد و همچنین زاویه مخروطیشدن سوراخ نیز کمتر میشود. با افزایش عرض پالس، میانگین قطر در قسمت ورودی و خروجی و دایرهای بودن سوراخ در قسمت ورودی و خروجی به ترتیب افزایش و کاهش مییابند. همچنین میزان مخروطیشدن سوراخ با افزایش عرض پالس کاهش مییابد. با افزایش زمان نگهداری پرتو، میانگین قطر سوراخ در قسمت ورودی و خروجی افزایش یافته اما میانگین دایرهای بودن ورودی و خروجی سوراخ کمتر شده و زاویه مخروطی سوراخ کاهش مییابد. | ||
کلیدواژهها | ||
سوپرآلیاژ Hastelloy X؛ سوراخ کاری لیزر؛ لیزر Nd:YAG؛ مشخصات هندسی سوراخ | ||
مراجع | ||
[1] Chen MF, Hsiao WT, Wang MC, Yang KY, Chen YF) 2015( A theoretical analysis and experimental verification of a laser drilling process for a ceramic substrate. Int J Adv Manuf Technol 81)9-12(: 1723-1732.
[2] Bharatish A, Murthy HNN, Anand B, Satyanarayana BS, Nagaraja S, Sunil RY (2014) Laser Microdrilling of Thermal Barrier Coatings. Procedia Mater Sci 5: 1005–1014.
[3] Gautam GD, Pandey AK (2018) Pulsed Nd:YAG laser beam drilling: A review. Opt Laser Technol 100: 183-215.
[4] Bahar ND, Marimuthu S, Yahya WJ (2016) Pulsed Nd: YAG laser drilling of aerospace materials (Ti-6Al-4V), IOP Conf. Ser.: Mater Sci Eng 152(1): 1-10.
[5] Gupta U, Nath AK, Bandyopadhyay PP (2016) Laser micro-hole drilling in thermal barrier coated nickel based superalloy, IOP Conf. Ser.: Mater Sci Eng 149(1): 1-10.
[6] Shin J, Mazumder J (2016) Shallow Angle Drilling of Inconel 718 Using a Helical Laser Drilling Technique. J Manuf Sci Eng 139(3): 31004-310013.
[7] Moradi M, Mohazab Pak A, Khorram A (2016) An Experimental Investigation of the Effects of Fiber Laser Percussion Drilling: Influence of Process Parameters. , Int J Adv Des Manuf Technol 9(4): 7-12.
[8] Rajesh P, Nagaraju U, Gowd GH, Vardhan TV (2017) Experimental and parametric studies of Nd:YAG laser drilling on austenitic stainless steel. Int J Adv Manuf Technol 93(1-4) : 65-71.
[9] Zhang R, Li W, Liu Y, Wang C, Wang J, Yang X, Cheng L (2015) Machining parameter optimization of C/SiC composites using high power picosecond laser. App Surf Sci 330: 321-331.
[10] Duan W, Wang K, Dong X, Mei X, Wang W, Fan Z (2014) Experimental characterizations of burr deposition in Nd:YAG laser drilling: a parametric study. Int J Adv Manuf Technol 76 (9-12): 1529-1542.
[11] Rega Y, Leitz KH, Schmidt M (2011) Influence of processing gas on the ablation quality at ns-laser beam ablation. Phys Procedia 12(2): 182-187.
[12] Sezer HK, Li L, Schmidt M, Pinkerton AJ, Anderson B, Williams P (2006) Effect of beam angle on HAZ, recast and oxide layer characteristics in laser drilling of TBC nickel superalloys. Int J Mach Tool Manu 46(15): 1972-1982.
[13] Girardot J, Schneider M, Berthe L, Favier V (2013) Investigation of delamination mechanisms during a laser drilling on a cobalt-base superalloy. J Mater Process Technol 213(10): 1682-1691.
[14] Ahn DG, Jung GW (2009) Influence of process parameters on drilling characteristics of Al 1050 sheet with thickness of 0.2 mm using pulsed Nd: YAG laser. Trans Nonferrous Met Soc China 19( 1) 157-163.
[15] Khorram A, Ghoreishi M, Torkamany MJ, Bali MM (2014) Laser brazing of inconel 718 alloy with a silver based filler metal. Opt Laser Technol 56: 443-450.
[16] Han W (2004) Computational and experimental investigations of laser drilling and welding for microelectronic packaging, PhD Thesis, Worcester Polytechnic Institute, America.
[17] Moradi M, Mohazabpak AR (2018) Statistical modelling and optimization of laser percussion microdrilling of Inconel 718 sheet using response surface methodology (RSM), Lasers in Eng 39(3-6(: 313-331.
[18] Ghoreishi M, Low DKY, Li L (2002) Comparative statistical analysis of hole taper and circularity in laser percussion drilling. Int J Mach Tool Manu 42(9): 985-995.
[19] Girardot J, Schneider M, Berthe L, Favier V (2013) Investigation of delamination mechanisms during a laser drilling on a cobalt-base superalloy. J Mater Process Technol 213(10): 1682-1691. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,771 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,169 |