بررسی تجربی تاثیر پارامترهای سوراخکاری لیزری بر زاویه مخروطی شدن و قطر سوراخ در چندلایه های الیافی-فلزی آلومینیوم 5052 و الیاف شیشه

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد ، مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهرا ن.

2 استاد، مهندسی مکانیک، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهرا ن.

doi
10.22068/jstc.2025.2073334.1938
چکیده

چندلایه های الیاف-فلز مقاومت خوب در برابر آسیب، استحکام بالا و شکل پذیری خوب داشته و در صنایع دریایی و هوافضا کاربرد دارند. سوراخکاری این قطعات با ابزار برشی جهت اتصال آنها با پیچ یا پرچ متداول است اما این روش با اعمال تنش های مکانیکی ممکن است به تورق، کشیدگی الیاف و تخریب ماتریس بینجامد. روش نوین سوراخکاری لیزری برای پیشگیری این عیوب، گسترش یافته است. پژوهش کنونی به دوعامل مهم کیفیت سوراخ یعنی زاویه مخروطی شدن و قطر سوراخ، در نمونه های6/2 الیاف-فلز از آلومینیوم 5052 و الیاف شیشه با رزین اپوکسی و پخت شده در دمای محیط می پردازد. لیزر از نوع CO2 با طول موج 64/10 میکرومتر و حداکثر توان 6 کیلووات است. با رویکرد طراحی آماری آزمایش ها شامل تحلیل واریانس و سه تکرار، در 64 آزمون، تاثیر پارامترهای فرآیند شامل توان لیزر، فشار گاز کمکی و سرعت پیشروی بر زاویه مخروطی شدن دیواره سوراخ و تغییرات اندازه قطر بررسی شد. مشخص شد که توان لیز بیشترین تاثیر را بر زاویه مخروطی شدن و تغییرات قطر سوراخ داشته و پس از آن اثر تعاملی دوگانه توان لیزر-فشار گاز کمکی و سپس فشار گاز کمکی و سرعت پیشروی قرار دارد. کمترین مقدار زاویه مخروطی شدن با توان 3 کیلووات، فشار گاز کمکی 10 بار و سرعت پیشروی 7600 میلی متر بر دقیقه به دست آمد. کمترین تغییرات اندازه قطر سوراخ نیز با توان 5/2 کیلووات، فشار گاز 6 بار و دور 7600 حاصل شد. نتایج برای صنایع استفاده کننده از چندلایه‌های آلومینیوم-الیاف شیشه کاربرد دارد.