بررسی تاثیر لایه ی مس بر شکل دهی توسط لیزر ورق کامپوزیت فولاد زنگ نزن/مس

عبور پرتو لیزر برای شکل دهی فلزات تغییرات دمایی شدیدی در ماده ایجاد می کند. این افزایش دما گاها منجر به ذوب فلز می شود که پدیدهای نامطلوب در این فرآیند است. ترکیب فلزات مختلف می تواند تغییرات دمایی ناحیه ی متاثر از حرارت را دست خوش تغییر کند. این کامپوزیت ها مصارف بسیاری در صنعت دارند. در این پژوهش با استفاده از شبیه سازی رایانه ای، تاثیر لایه ی مس بر روی توزیع دما و زاویه ی خمش فولادهای زنگ نزن SUS304L و SUS430 بررسی شده است. ترکیب لایه ها در کامپوزیت های دولایه و سه لایه به ترتیب فولاد زنگ نزن SUS304L/مس C11000 و فولاد زنگ نزن SUS430/مس C11000/فولاد زنگ نزن SUS430 است. نحوه ی انتخاب پارامترها به گونه ای است که سازوکار شیب دمایی در فرآیند حاکم باشد. در هر دو کامپوزیت افزودن لایه ی مس باعث کاهش بیشینه دمای ناحیه ی متاثر از حرارت شده است. ضریب هدایت حرارتی مس بسیار بیشتر از فولاد است. این باعث می شود با حضور لایه ی مس، انتقال حرارت از ناحیه ی متاثر از حرارت افزایش یابد. درنتیجه دمای بیشینه ی این ناحیه در کامپوزیت نسبت به فولاد زنگ نزن تک لایه کاهش یابد. با افزودن این لایه ی مس، زاویه ی خمش به ازای هر بار عبور پرتو لیزر نسبت به فولاد زنگ نزن تکلایه کاهش یافته است. در کامپوزیت ها، حضور لایه ی مس به دلیل ضریب هدایت حرارتی بسیار بالا، انتقال حرارت از ناحیه ی متاثر از حرارت را افزایش و درنتیجه شیب دمایی در ماده را کاهش می دهد. با توجه به اینکه در سازوکار شیب دمایی، شکل دهی توسط اختلاف دما در بخش های مختلف ماده در راستای ضخامت انجام می شود، لذا کاهش شیب دمایی کاهش زاویه ی خمش را در پی داشته است.

Keywords:

شکل دهی توسط لیزر , شبیه سازی اجزاء محدود , کامپوزیت پایه فلزی , زاویه ی خمش