Weitere ähnliche Inhalte
Mehr von Siamak H. Mehrabani
Mehr von Siamak H. Mehrabani (7)
نگهداری
- 1. :مترجممهربان حدادی سیامک
www.elsevier.com/locate/procedia
Available Online at www.sicencedirect.com
زندگی خدمات مهندسی المللی بین کنفرانس دومین
در فلزات لیزر تصدیق برای آزمایشات طراحیو تعمیرات کاربردهای
)(اورهال کردن سوار و پیاده و نگهداری
Benjamin Graf, Stefan Ammer, Andrey Gumenyuk, Micheal Rethmeier
:چکیده
باال بسیار تقاضای که شده سبب قیمت گران بسیار و مدرن قطعاتیدر یتکنولوژیبه کردن اورهال و تعمیرات و نگهداری
بیاید وجود(MRO)تکنولوژی ،قطعات تعویض بجای .MRO.دهد می افزایش را قطعات مفید عمر و حیات چرخه سهولت به
جدید تکنولوژی عنوان به فلزات لیزری تصدیقMROآسیب سطوح از حفاظت یا و ها ترک تعمیر برای مثال برای تواند می
داشتن هم اوقات گاهی .کند نگهداری ،محافظتی الیه سری یک از استفاده با دیدهخها جوش الادا برایمک هضروری ار
آزمایشات طراحی منظور این برای .استDOEزیادی باقوه امکانرا.دارد سازمان در مضر های تالش حذف برایاین در
نقاط ژئومتریک ابعاد در پارمترها پردازش جهت الزم نیروی تعیین برای را ایی یافته سازمان ًالکام طراحی یک مطالعه
به مقاله این .است رفته بکار ،مشترکآز طراحی مهندسان برای که ای اندازه همانبک فلزات در لیزر تصدیقی مایشاتار
رود می،های روش برایDoE.است مناسب نیز
©3102انتشارات توسط و باشد می محفوظ حقوق تمامیElsevier.است شده منتشر
،آزمایشات طراحی :کلیدی کلماتت ،فلزات پودری کاری روکش ،فلزات لیزری تصدیق،جوشکاری عمیراتMRO
1.انعلمی های پیشرفت آخرین با مطابق / گیزش
بسی فناوری با محوالتی ،پیشرفته تکنولوژی ی کننده تولید های شرکت از بسیاریخدما و ای شونده تشدید و باال ارت
.کنند می تولید را روزمره مهندسیباورهال و تعمیرات و نگهداری ،قیمت گران محصوالت این رایMROتواند می تکنولوژی ،
.دارد مصرف کاربردها این در ای فزاینده طور به فلزات لیزری تصدیق .کند ایفا را موثری نقش آن سرتاسر در
1.1فلزات لیزری تصدیق
.باشد می خود مایه گوهر بر شده تضمین فلزی مواد تصدیق خلق منظور به تکنولوژی یک فلزکاری لیزری تصدیق
شکل در تکنولوژی0پودری کننده پر مواد .رود می بکار آزمایش نمونه سطح کردن ذوب برای لیزر پرتوی .است شده داده نشان
.دهند می شکل را حبابی کوچک های دانه کننده پر مواد ،شدن تحکیم و انجماد از بعد .شود می تزریق شده ذوب ی چاله در
.شود می اولیه درمواد کمتر اعواج و رسانی آسیب به منجر که است پایین اولیه گرمایی تابش با همراه فرآیند این
از کمتر اولیه سازی رقیق مقدار5%و استاز بعضی برای پایین کاری فلزی تاثیر .یافت دست عالی ساختار ریز یک به توان می
- 2. Bejamin Graf et al. /Procedia CIRP 11 (2013) 245 - 248
3
مقاو با استیل مثال عنوان به مدرن فلزاتآن ساختار ریز که گداز دیر فلزات یا و )است شدن ذوب در فازی دو فلز (که باال مت
است مهم بسیار خصوصیات حفظ برایسود خاطر به .باشد می اهمیت پر ،طور به ،فلزی لیزری تصدیق روش از استفاده مندی
های کاربرد در ای فزایندهMROصنایع در جهت این از هایی مثال .شود می مصرفلیزری تصدیق .دارد کاربرد گری ریخته
وانادیوم استیل ابزار با همراه یا و جوشی هم ابزار تعمیرات برای تواند می فلزی–تعمیر برای کاربید.شود مصرف
گذاری نام روش
Pلیزر قدرتوات
Dلیزر لکه نمایی درشتمتر میلی
Vجوشکاری انفعال و فعل سرعتدقیقه بر متر میلی
Mپودری جریان مقداردقیقه بر گرم
Wجوش خال عرضمتر میلی
Hارتجوش خال فاعمتر میلی
تشریح سه بخش در فلزی لیزری تصدیق های پیشرفت آخرینضد فوالد تعمیرات تکنولوژی در آن های کاربرد .است شده
بخش در تیتانیوم آلیاژ و زنگ4.است شده اشاره
1.1آزمایشات طراحی
آزمایشات طراحDOEدر عامل یک رویکرد همچون آسان هایی روش با مقایسه در .است مهندسی در مهم ابزار یک
،زمانDOEآزما جهت الزم نیروی که شود می باعثشود کاسته یشو شود می ارزیابی و تحلیل آمار اساس بر آزمایش نتایج .
متفاوت های روش .است حساب قابل آزمایش نتایج بر فرآیند پارامترهای تاثیراتDOEلیزری تصدیق و اند یافته ارتقا گذشته در
.است رفته کار به فلزی
پ تاثیرات تعیین برای محوری ادغامی طراحی مثال عنوان بهاستفاده تیتانیوم آلیاژ سازی رقیق بر فرآیند رامترهای
نیز تصدیق نرخ تاثیر تعیین برای تاگوچی طراحی همچنین .شدما قیاسی مطالعات .است رفته بکارمتفاو های روش بینتDOE
.است شده استفاده نیز تراش ماشین فعالیت عملکرد برای
شکل0فلزی لیزری تصدیق
- 3. Bejamin Graf et al. /Procedia CIRP 11 (2013) 245 - 248
2
1.1کاربردها
اشکال با رابطه در که خود خاص نیازمندهای با تعمیراتی متفاوت کاربرد های سبک در تواند می فلزی لیزری تصدیق
متفاوتب .رود بکار ،است جوشکاری هندسیهسطح یک تولید یا و دیده آسیب سطوح تعمیر منظورروییسختجوش خال ،کاری
.باشد مناسب بسیار تواند می مسطح و صاف اشکال باتشکیل را مسطح و پیوسته سطح یک تا بشینند هم کنار که توانند می آنها
تعمیر برای .دهندحجمسطوح در خمیدگی مثال عنوان بههم روی بر آنها .است نیازمند دراز و نازک جوش خال به ،ها تیغه
(شکل دهند شکل دوباره را حجم تا نشینند می3تعمیر جوشکاری تنظیم برای .)ببینید راپارامتر مورد در دانش ،تعمیر خاص
.است اهمیت حائز بسیار جوش خال هندسه در آنها تاثیر و فرآیند های
فرآیند ساختن خودکار برای دانش این ،عالوه بهمجازی نمونه تهیه منظور به بعدی سه اسکن اساس بر .است الزم نیز
دیده آسیب قسمتبایست جوش خال خاص شکل و هندسه ،یجوشکاری با مرتبط پارامترهای ،آماری های روش با .شود انتخاب
.شوند می مشخص
3.آزمایشی
3.0آزمایش رویه و مواد
TRUMPF TrueDisk 2.0 kW Yb،آزمایشات تمامی برای .است رفته می کار به فلزی تصدیق برای یاگی لیزر :4دقیقه در لیتر
هلیوم گاز5سرعت با آرگون گاز از همچنین و شد می استفاده کننده پر مواد پودری ذرات انتقال برای01برای دقیقه در لیتر
.شد می استفاده پشتیبان و نگهداریدیر آلیاژپایه بر گدازنام به نیکلRene 80ای ذره ای اندازه با کننده پر مواد عنوان به
بین45تا035کننده پر مواد شیمیایی ترکیبات .شد می استفاده میکرومترRene 80جدول در0.است شده داده نشان
جدول0رنه آلیاژ شیمیایی ترکیب01درصد در کننده تولید مشخصات
NiBCAlWMoTiCoCr
متعادل1.131.002.14.14.15.14.404.1
شکل3جوشکاری متفاوت ها شکل
بلند و باریک های جوش خال :حجم )ب مسطح و صاف های جوش خال )الف
- 4. Bejamin Graf et al. /Procedia CIRP 11 (2013) 245 - 248
4
سازگانی طراحی از استفاده با جانشینی برای تنها های جوش خالDoEجدول با مطابق های فاکتور سطوح با3.باشد می
ترکیب و شده ترکیب هم با ها فاکتور تمامی43سطح ارتقا برای .شد انتخاب آن برای تصادفی برنامه یک .کنند می تولید را
در بار دو آن فاکتوری ترکیب هر ،آن آماری اعتماد قابلیتآ.شد گرفته بکار زمایش
بن ای المسه گیری اندازه دستگاه با ها جوش خال ارتفاع و عرض .شد مقایسه میانگین نتایج توسط تنها فاکتورهای تاثیراتام
Hommel nanoscan 855.شد انجام
جدول3سطوحفها اکتوربرایDoE
+1)(بیشینه-1)(کمینه
0011011لیزر قدرتpدرW
0.00.3جوش خال گیری اندازهdمتر میلی در
001231جوشکاری سرعتvدقیقه بر متر میلی در
00.15.1پودر گذری جریانmدقیقه بر گرم در
2.کنکاش و نتایج
2.0.ها جوش خال ارتفاع و عرض بر تاثیرات
در ها جوش خال عرض .داشت خواهد پی در ها جوش خال مورد در را متفاوتی نتایج ،ترکیبی متفاوت فاکتورهای
بین ی گستره0.0تا2.1ارتفاع همچنین و متر میلی1.4تا0.0پ لذا .دارد بر در را متر میلیاراجوشکاری متفاوت مترهای
.دارد پی در جوشکاری اشکال و هندسه در مهمی تاثیر
شکل در پهنا و عرض مورد در جوشکاری پارامترهای تاثیرات2قدرت ،عریض کاری جوش برای .است شده داده نشان
بیشترین لیزر،ندارد استفاده مورد های پارامتر گستره در بخصوصی تاثیر هیچ پودری گذری جریان که هنگامی در را تاثیر
جر با عمده طور به ها جوش خال ارتفاع .داشت خواهد.است ارتباط در پودری گذری جریان و جوشکاری سرعت و یان
شکل2ها جوش خال ارتفاع و عرض بر جوشکاری پارامترهای تاثیرات
- 5. Bejamin Graf et al. /Procedia CIRP 11 (2013) 245 - 248
5
پارامترها تنظیم امکان هندسی مختلف اشکال برای که باشد داشته وجود اجازه این که شود می باعث بزرگ تاثیرات
بینی پیش قابل هندسه که شود می باعث آنان العمل عکس و تاثیرات و ها داده همه خطی ترکیب .باشیم داشته راکه رااز
.شود تشکیل زیر توابع با آید می بدست جوشکاری ها پارامتر کردن نرمالیزه
( تابع در0( و )3جریان های فرآیند پرامترهای بین رابطه )vعبوری جریان وmقدرت وPگیرنده اندازه وdنشان
داناچی کمی روابط آن عمده تاثیرات ،اصلی فاکتورهای با مقایسه در .است شده ده.است ز
2.3.Homoscedasticity
شکل4و5تابع بر منطبق انتظار مورد های ارزش بین را ای مقایسه0و3تداعی صاف خط .کند می بیان را ها اندازه و
لحاظ از ًاصرف آل ایده مورد .باشند برابر هم با واقعی های گیری اندازه و انتظار مورد های ارزش که است آل ایده مورد کننده
تئوریآزمایش پارامترهای و گیری اندازه نادرستی ،تصادفی تاثیر هیچ که دهد می رخ نیز امر این زمانی و است پذیرش قابل
.باشد می ،کنند بیان جوشکاری هندسه در را تغییرات تمامی بتوانند شده
Homoscedasticityارز بر انتظار مورد ارزش و گیری اندازه بین فاصله .شود فرض تواند میوابسته گیری اندازه ش
.نیست
شکل در5از ها مانده باقی1.0آن در که است مدلی ی کننده تداعی کوچک ای مانده باقی .هستند کوچکتر متر میلی
مانده باقی که است اهمیت حائز نیز امر این .باشد آزمایشات با مناسب توافقی در ها جوش ارتفاع برای انتظار مورد های ارزش
ارتفا هایشکل .شوند می جمع هم با ها دسته در ها جوش خال ع2دهد می نشانجریان با عمده طور به جوش خال ارتفاع که
+( ارزش دو با فاکتورها آن .است ارتباط در عبوری قدرت و0( و )-0جدول با مطابق )3در که شود می استفاده4ترکیب
آن .گیرند می جای خود فاکتوری های ارزش از احتمالیشکل در ها دسته عنوان به توان می را ترکیبات5جریان قدرت .دید
+( پودری باالی0( برق پایین جریان با )-0پایین جریان برای هایی گیری اندازه .هستند ارزش باالترین با ها دسته به مربوط )
( گذری پودری-0+(باال جریان و )0هس جوش خال ارتفاع ترین پایین با هایی دسته در ).تندو برق جریان بین العمل عکس
تابع با منطبق پودری عبوری جریان3است گذری پودری جریان بر بیشتر تاثیرات به منجر پایین سرعت .است رویت قابل نیز
،نتیجه در .باشد داشته وجود پودری عبوری جریان در افزایش که شود می زمانی در ها جوش خال ارتفاع افزایش باعث بنابراین
دشکل در باالیی سته5.هست وسطی دسته از دورتر بسیار
- 6. Bejamin Graf et al. /Procedia CIRP 11 (2013) 245 - 248
0
1.1.محدودیتها
در امر این .است ممکن پارامترهای ترکیب تمامی تجربی استفاده به نیازمند سازگانی کامل طراحی یکتمامی تحلیل
پ محدودیت چون ،است فضا طراحی اندازه ،سازگانی کامل طراحی محدود یک .است صرفه به مقرون ترکیبات و تاثیراتارامترها
به نزدیک باالتر و بیشتر جریان با جوشکاری با را فضا طراحی که باشد جالب شاید ،مثال برای .نیستند شدن شامل قابل0111
انج دقیقه بر متر میلی+( باال توام لیزر قدرت با فقط باال جوشکاری سرعت این ولی .شود ام0جریان ترکیب با .است پذیر امکان )
( لیزر قدرت پایین-0حت و باشد پایین بسیار است ممکن واحد هر در شده وارد انرژی ،)یدر لذا .نشود انجام جوشکاری فرآیند
مطالعه اینا برای که ندارد وجود امکانی همچنینباال جوشکاری جریان سرعت با نقص بدون و کامل سازگانی طراحی از ستفاده
.باشد داشته وجود همزمان طور به
طراحی مثال برای که است رایانه توسط شده انجام محاسبات طراحی جایگزین یکD-optimalها طراحی این .است
پ ترکیبات که دارند را توانایی همچینااجر قابل غیر که را رامتریطراحی ضعف نقطه عنوان به .کنند استخراج را هستند ا
.باشد می درگم سر ها العمل عکس و تاثیرات اتفاقات میان در و نیست متعامد ،ماتریکس
شکل4( با مطابق انتظار مورد های ارزش0ها جوش خال عرض :ها گیری اندازه و )
- 7. Bejamin Graf et al. /Procedia CIRP 11 (2013) 245 - 248
0
2.3های کاربرد در استفاده .MRO
های کاربرد درMROبا راحتی به بتواند باشدکه داشته وجود پذیری انعطاف تکنولوژی که است حیاتی و مهم بسیار
نگهداری و تعمیرات زمان در جویی صرفه باعث تواند می مطالعه این نتایج .دهد وفق را خودش ،تعمیرات و نگهداری انجام نوع هر
( توابع با .شود0( و )3هن بتوان که دارد وجود امکان این )مورد دسهتعمیرات مناسب عملیات و کرد محاسبه را جوش خال انتظار
برای توان می را عریض های جوش خال برای فرایند پارامترهای ،تجربی آزمایشات بیشتر تالش بدون .داد اختصاص آن به را
پ ،تصدیق سطع افزایش برای .کرد انتخاب سطحی های آسیب تعمیراها های جوش خال برای رامترهاییمی مرتفع و عریض ی
.کرد استفاده توانهای عملکرد برایMROپ ،جزیی و کوچک های آسیب حاالت دراکوچک های اندازه با جوش خال رامترهای
است دیگر مطالب به مربوط امر این .هستند مناسب( تابع در اصلی و عمده فاکتورهای که0( و )3پهنایی و عرضی تاثیرات با )
این .است متفاوت.آید وجود به مستقل های جوش خال مختلف ابعاد و حاالت برای تنظیم اجازه که آید می وجود به امکان
( توابع0( و )3از بعضی در ،مثال برای .کرد استفاده نیز اضافی ترکیبات جوشکاری فرایند تنظیم برای توان می را )
به شود می باعث که ( شود می سبب جوشکاری باالی سرعت مواردکو شدن سرد زمان عمده طورانواع برای )باشد داشته تاهی
فلزمحاسبه نیاز مورد جوش خال هندسه محاسبه برای را پرامترها دیگر توان می ،باال سرعت تهیه با .باشد الزم و مناسب ها گری
.کرد
4.انداز چشم و خالصه
مدرن و جدید عملکردهای برای توان می را فلز لیزری تصدیقMROاستفادنی ،مختلف های عملکرد اساس بر .کرد هابه ز
دانشبرایبرای سازگانی کامل طراحی یک .است شده ناشی ،ها جوش خال هندسه بر فرآیند پارامترهای تاثیرات دانستن
و آماری مدل بین عالی توافق یک .است شده استفاده ،ها جوش خال هندسه بر جوشکاری پارامترهای تاثیرات کردن مشخص
نتای.است آمده بدست تجربی ج
محدودیت یک .است شده نتخاب آنان تاثیرات تحلیل و پارامتری ترکیبات تمامی از استفاده منظور به سازگانی کامل طراحی
طراحی ای رایانه محاسبات آینده کارهای در .بشود فضا طراحی قسمت وارد تواند نمی محدودیتی هیچ که است این طراحی این
D-Optionalبابه را امکان این ها طراحی این ،آماری کم دقت وجودی ضعف با .بود خواهد استفاده قابل ها محدودیت دقت
.کوچکتر های جوش خال اندازه یا و جوشکاری باالی سرعت :مثال برای شود تر گسترده طراحی فضای که آورند می وجود
تص اتوماسیون مورد در نگرانی آمدن وجود به باعث اخیر تحقیقعملیات زنجیره در .آورد می وجود به را فلزی لیزری دیق
.کرد استفاده توان می را دیده آسیب قسمت ساختن و تعمیر برای موادی تصدیق ،بعدی سه اسکنبعدی سه مدل اساس بر
قسمتآمر این برای را مهمی ترکیب آماری های روش .شود انتخاب مناسب طور به بایستی جوشکاری هندسه ،دیده سیبحله
فر ازآ.دهد می ارائه را تعمیرات فرایند اتوماسیون یک همچنین و یند
سیامکمهربان حدادی
41033014