mohammadjavad torkamany
-
پایش برخط و کنترل دقیق دینامیک حوضچه مذاب، نقش کلیدی در تعیین کیفیت و یکنواختی لایه های روکش شده در فرایندهای ساخت افزایشی لیزری ایفا می کند. این پژوهش رویکردی ترکیبی از شبیه سازی عددی با استفاده از مدل گلداک و پایش لحظه ای با طیف سنجی فروشکست القایی لیزری را در فرایند روکش کاری لیزری آلیاژ اینکونل 718 بر روی زیرلایه استیل 304 ارائه می دهد. مدل سازی دقیق دینامیک حرارتی حوضچه مذاب و شبیه سازی ابعاد لایه روکش تحت پارامترهای ورودی مختلف توان لیزر، سرعت روبش و نرخ تغذیه پودر در 64 نمونه روکش انجام شده و ابعاد سطح مقطع روکش و درصد آمیختگی با اندازه گیری های تجربی اعتبارسنجی گردید. جهت کاهش خطای اجتناب ناپذیر مدل بکاربرده شده، از مشخصه یابی طیفی برای پایش لحظه ای تغییرات حوضچه مذاب استفاده شد که اطلاعات دقیقی از دمای موضعی حوضچه مذاب و همچنین ترکیب عناصر آن را ارائه داد. دمای پلاسمای استخراج شده از خطوط اتم کروم در پنجره طیفی 400 تا 500 نانومتر، به طور دقیق تغییرات دمای روکش را بر اساس پارامترهای ورودی ردیابی کرده، درحالی که نسبت شدت عناصر نیکل به آهن (93/361 به 94/382 نانومتر) به طور موثر درجه آمیختگی لایه روکش را کمی سازی نمود. این رویکرد، امکان کالیبراسیون پویای پارامترهای ورودی فرایند را باتوجه به داده های به دست آمده فراهم کرده و کیفیت یکنواخت لایه روکش را بر اساس کنترل لحظه ای تغییرات دمای حوضچه مذاب و درجه آمیختگی تضمین می کند.کلید واژگان: پایش برخط، ساخت افزایشی لیزری، روکش کاری لیزری، دینامیک حوضچه مذاب، طیف سنجی فروشکست القایی لیزریIn-situ monitoring and precise control of melt pool dynamics play a key role in determining the quality and uniformity of cladded Layers in laser additive manufacturing processes.This research presents a hybrid approach combining numerical simulation using the Goldak model and real-time monitoring with laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) in the laser cladding process of Inconel 718 alloy on 304 stainless steel substrate. Accurate modeling of the thermal dynamics of the melt pool and simulation of the clad layer dimensions were performed under various input parameters, including laser power, scanning speed, and powder feed rate, across 64 cladding samples. The clad cross-sectional dimensions and dilution degrees were validated against experimental measurements.To minimize model errors, spectral diagnostics was employed for real-time monitoring of melt pool variations, providing indirect but precise information on the local melt pool temperature and elemental composition. The plasma temperature, derived from chromium atomic lines in the spectral range of 400–500 nm, accurately tracked the cladding temperature changes based on input parameters. Meanwhile, the intensity ratio of nickel to iron lines (361.93 to 382.94 nm) effectively quantified the degree of dilution in the clad layer. This approach enables dynamic calibration of process input parameters by integrating the acquired data, ensuring uniform clad layer quality through real-time control of melt pool temperature variations and dilution degree.Keywords: In-Situ Monitoring, Laser Additive Manufacturing, Laser Cladding, Melt Pool Dynamics, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy
-
در این پژوهش، سخت کاری سطحی فولاد ابزار سرد کار SKS3 توسط لیزر دیودی توان بالا با توان بیشینه ی 1600 وات انجام گرفته است. توان های اعمالی (1200 و 1450 وات)، سرعت های روبش (6/1 الی 3 میلی متر بر ثانیه) و فاصله های 55، 70 و 75 میلی متر به عنوان پارامترهای آزمون اعمال شدند. بررسی های ریزساختاری، آنالیز فازی و ریز سختی سنجی به ترتیب توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی، پراش پرتوی ایکس و ریز سختی سنجی انجام شده است. بررسی های ریزساختاری و فازی نشان داد که فرآیند سخت کاری منجر به ایجاد ساختار دوفازی مارتنزیت و آستنیت باقی مانده شد. استفاده از لیزر هر سه حالت سخت کاری سطحی، ذوب سطحی و عدم سخت کاری را ایجاد کرده است. بهترین ترکیب عمق و عرض سخت کاری برای نمونه هایی با چگالی انرژی J/mm2 250-208 ایجاد شد. محاسبه ی درصد فاز آستنیت باقی مانده و گرمای ورودی، مشخص کرد که با افزایش گرمای ورودی، درصد آستنیت باقی مانده افزایش می یابد به گونه ای که برای نمونه با بیشترین گرمای ورودی، درصد فاز آستنیت باقی مانده در حدود 37 درصد محاسبه شد، همچنین برای نمونه با بیشترین گرمای ورودی (J/mm2/906)، کمترین میزان سختی حاصل شده است (653 ویکرز) و بیشترین سختی (760 ویکرز) برای نمونه ای بوده است که دارای گرمای ورودی پایین تری (J/mm725) بوده است. بررسی های مقادیر بازده سخت کاری1 مشخص کرد که صرفا با افزایش چگالی انرژی لیزر، شرایط سخت کاری بهبود نمی یابد بلکه برای حصول بالاترین سختی و ریزساختار مناسب، مقدار بهینه ی توان و سرعت اسکن موردنیاز است.
کلید واژگان: سخت کاری سطحی لیزری، فولاد ابزار SKS3، لیزر دیودی توان بالا، ساختار دوفازی، بازدهی سخت کاریIn this research, the surface hardening of SKS3 cold work tool steel has been performed by high power diode laser with a maximum power 1600 W. The applied powers of 1200 and 1450 W, the scanning speeds of 1.6 to 3 mm.s-1 and working distances of 55,, 70 and 75 mm were applied as test parameters. Microstructure and phase analysis and microhardness measurement were studied by optical microscopy, electron microscopy, X-ray diffraction and microhardness testing methods, respectively. The microstructure and phase analysis showed that the hardening process led to the formation of martensite and retained austenite dual-phase structure. The use of laser, created all three states of surface hardening, surface melting and non-hardening. The best result in terms of depth and width of hardening was obtained for samples with energy density of 208-250 J/mm2. The calculation of retained austenite phase percentage and heat input, indicated that an increase in the heat input raised the residual austenite percentage, so that for the sample with maximum heat input, the retained austenite phase percentage was calculated to be approximately 37%. Also, for the sample with the highest heat input (906/J/mm2), the lowest hardness was obtained (653 Vickers) and the sample with lower heat input (725 J/mm2) was owned the highest hardness (760 Vickers). Investigations of the values of hardening efficiency showed that the hardening conditions are not improved only by increasing the laser energy density, but to obtain highest hardness and appropriate microstructure, the optimum amount of power and scanning speed is needed.
Keywords: Laser Surface Hardening, SKS3 Tool Steel, High-power Diode Laser, Dual-phase Structure, Hardening Efficiency -
استفاده از لیزر در علوم پزشکی، هم در تحقیقات و هم در زمینه کاربردهای بالینی با سرعت زیادی در حال رشد است. طی چند دهه گذشته، روش های درمانی کارامدی مبتنی بر لیزر کم توان ایجاد شده است . لیزر درمانی کم توان (LLLT) یک روش درمانی غیر تهاجمی و غیر حرارتی ست که در بسیاری از اهداف پزشکی مانند ترمیم بافت و کاهش ادم،التهاب و درد و... کاریرد دارد. هدف از این مطالعه بررسی مکانیسم اثر و کاربردهای درمانی لیزر کم توان با پارامترهای مختلف ، بر کاهش التهاب در بیماری های گوناگون ، از طریق کاهش بیان ژن های التهابی، تغییر فنوتیپ ماکروفاژها و کاهش استرس اکسیداتیو می باشد. در این مطالعه با استفاده از پایگاه های اطلاعاتی گوناگون مانند PubMed، Scopus، MEDLINE، EMBASE، Science Direct و Google Scholar، جستجوی جامعی در مقالات مرتبط منتشر شده از 1995 تا 2021 انجام داده و مقالاتی که کاربرد لیزرهای کم توان با پارامترهای مختلف را بر انواع سلول های درگیر در بیماری های التهابی گزارش کردند، مورد بررسی قرار دادیم. لیزر درمانی کم توان با توان و طول موج های مختلف اثرات مختلفی بر بیان ژن و فرآیندهای سلولی دارد که منجر به اثرات درمانی متفاوتی می شود. در اغلب موارد لیزرهای قرمز و مادون قرمز اثرات مطلوب تری در کاهش التهاب و بهبود زخم دارند، در حالی که لیزرهای آبی و سبز اثرات بازدارندگی بیشتری بر تکثیر سلولی دارند.
کلید واژگان: لیزر درمانی کم توان، سیتوکین های التهابی، استرس اکسیداتیو، فاکتورهای رونویسی -
در این تحقیق سختکاری استحاله ای سطحی فولاد ابزار سرد کار AISI O1 توسط لیزر دیودی توان بالا با بیشینه توان 1600 وات با پارامترهای توان و سرعت اسکن متفاوت موردبررسی قرار گرفت و مشخصه یابی ریزساختاری، فازی، ریز سختی سنجی و سایش برای بررسی اثر سختکاری توسط لیزر، انجام گردید. فرآیند سختکاری منجر به ایجاد منطقه ی سختکاری شده با عمق حدود 2 میلی متر و عرض بالای 10 میلی متر شد. ریزساختار ناحیه ی سختکاری شده شامل فازهای مارتنزیت و آستنیت باقی مانده بود و سختی برای پارامترهای مختلف در محدوده ی 760 تا 650 ویکرز حاصل شد. افزایش گرمای ورودی باعث افزایش درصد آستنیت باقی مانده شد و منجر به ایجاد ساختار درشت مارتنزیت گردید و سختی برای نمونه با بالاترین گرمای ورودی دارای کمترین مقدار بود. مقایسه ی خواص سایشی نمونه های سختکاری شده با نمونه ی سخت شده در روغن و بازپخت و همچنین نمونه ی آنیل شده، مشخص کرد که فرآیند سختکاری منجر به بهبود خواص سایشی نمونه های سختکاری شده گردیده است و مقاومت به سایش نمونه ی سختکاری شده توسط لیزر در حدود 10 برابر نمونه ی آنیل شده بود.
کلید واژگان: سختکاری استحاله ای سطحی، فولاد ابزار سرد کار AISI O1، لیزر دیودی توان بالا، سختی، مقاومت به سایشIn this study, surface transformation hardening of AISI O1 cold work tool steel was investigated by use of a high power (1600 W) diode laser apparatus. In order to evaluate the effect of laser hardening, different output powers and scanning rates were applied and microstructures and phases were characterized, as well as micro-hardness and wear resistance were measured. The hardening treatment resulted in formation of a hardened zone of about 2 mm depth and up to 10 mm width at the surface of sample. The microstructure of this hardened zone was comprised of martensite and residual austenite; average surface hardness of the samples treated under various set of variable parameters was 650 to 760 Vickers. Increase of heat input caused increase of residual austenite content and formation of coarse martensite structure so that the least hardness was obtained for the sample processed by the highest heat input. Comparing wear resistance of laser hardened samples with traditionally quench-temper hardened and annealed specimens, it was revealed that the laser hardening process improves wear resistance of hardened samples so that wear resistance of the samples hardened via laser was about 10 times of the annealed ones.
Keywords: Surface Transformation Hardening, AISI O1 Cold work Tool Steel, High Power Diode Laser, Hardness, Wear resistance -
Formability of Tailor Welded Blank (TWB) is an important parameter which limits this kind of blanks usage. A forming criterion for tailor welded blank is presented based on the analytical model in this research. This criterion suggests Limit Strength Ratio (LSR) and Limit Thickness Ratio (LTR) for forming limit of TWB. When thickness ratio or strength ratio in tailor welded blank is greater than LTR or LSR, formability will be limited and necking will happen sooner. The influence of thickness ratio on the formability of TWB has been investigated by experimental tests and Finite Element (FE) simulations, but strength ratio has just been studied by simulation. All the simulation and experiment results indicate that by the increase of thickness ratio and strength ratio, the formability will decrease and weld line movement will increase. The obtained results of the present study indicate that fracture happens in the thinner side of TWB and near to the weld line. Moreover, fracture line is parallel to weld line and the fracture position moves farther than weld line by thickness ratio decreasing. Simulation results have a good agreement with experimental results as well.Keywords: Tailor Welded Blank (TWB), Limiting Thickness ratio (LTR), Limiting Strength Ratio (LSR), Weld line movement
-
فرآیندهای لیزری به صورت گسترده ای جهت بهبود خواص سطحی قطعات و اجزا مورد استفاده قرار می گیرند. فرآیند روکش کاری با استفاده از پرتو لیزر روش نسبتا جدیدی است که می تواند جهت بهبود خواص سطحی به کار رود. در این پژوهش، روکش کاری سطح سوپرآلیاژ پایه نیکل اینکونل 718 توسط پودر کاربید تنگستن به روش پیش نشانی با استفاده از لیزر Nd:YAG مورد بررسی قرار گرفته است. توان متوسط لیزر، عرض پالس، فاصله ی نقطه ی کانونی از سطح قطعه و پارامترهای پیش نشانی به عنوان پارامترهای ورودی می باشند؛ درحالی که میزان رقیق شدن پوشش، عمق ذوب شدگی از قطعه، میزان تخلخل پوشش و تعداد ترک های عرضی ایجاد شده در پوشش خروجی فرآیند می باشند. نتایج تجربی نشان می دهد که چگالی انرژی لیزر بر روی سطح زیرلایه مهمترین پارامتری می باشد که تعداد ترک های عرضی را تحت تاثیر قرار می دهد. همچنین تغییر میزان توان متوسط لیزر بیشترین تاثیر را بر روی میزان رقیق شدگی پوشش و تخلخل آن دارد. بعلاوه، در روکش کاری سطوح بزرگ تر، همپوشانی به میزان 50% بین پاس های مجاور، بهترین نتایج را حاصل می کند. نتایج تجربی نشان می دهند که با تنظیم دقیق پارامترهای مربوط به روکش کاری لیزری می توان به یک پوشش مناسب دست یافت. با مقایسه ی نتایج حاصل از این روش و روش های سنتی می توان نتیجه گرفت که روکش کاری لیزری می تواند به عنوان یک روش جایگزین مناسب جهت ایجاد پوشش بر روی سطوح مواد مطرح گردد.
کلید واژگان: روکش کاری لیزری، پیش نشانی، رقیق شدن پوشش، چگالی انرژیLaser processes are widely used for surface properties improvement of parts and components. Laser cladding, using laser as heat source, is an innovative method that can be used for improving surface properties. In this investigation, preplaced technique of laser cladding process of WC powder on Inconel 718 using pulsed Nd:YAG laser is studied. A number of parameters affect the energy density in the process, ultimately affecting the clad quality and geometry. In this study, laser average power, pulse width, focal distance, scanning speed and pre- placement factors are input parameters, while clad dilution, fusion depth, porosity and number of cracks are outputs. It is observed that hard phases are formed on Inconel surface in-situ by laser beam radiation and small changes are made in the substrate properties in a limited zone. Experimental results reveal that energy density of the laser beam is the most important factor affecting the number of cracks in laser cladding process. Also, dilution and porosity are highly affected by laser average power. Furthermore, in multi-pass laser cladding process, 50% overlap between adjacent passes has good results. Experimental results show that by concise arrangement of input parameters, one can achieve to an optimum clad layer. Thus, laser cladding process can efficiently supersede other conventional methods.
Keywords: Laser cladding, Preplace, Dilution, Energy density
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.