پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 406 |
| تعداد مقالات | 5,432 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,613,092 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,050,760 |
پایش برخط دینامیک حوضچه مذاب در روکش‌کاری لیزری با استفاده از شبیه‌سازی عددی و مشخصه‌یابی طیفی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| دوره 56، شماره 9، 1403، صفحه 1275-1302 اصل مقاله (2.9 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2025.23511.7774 | ||
| نویسندگان | ||
| ابراهیم غلامی1؛ سعید باطبی* 1؛ محمدجواد ترکمنی2 | ||
| 1دانشکده فیزیک، دانشگاه گیلان | ||
| 2مرکز ملی علوم وفنون لیزر ایران | ||
| چکیده | ||
| پایش برخط و کنترل دقیق دینامیک حوضچه مذاب، نقش کلیدی در تعیین کیفیت و یکنواختی لایه‌های روکش شده در فرایندهای ساخت افزایشی لیزری ایفا می‌کند. این پژوهش رویکردی ترکیبی از شبیه‌سازی عددی با استفاده از مدل گلداک و پایش لحظه‌ای با طیف‌سنجی فروشکست القایی لیزری را در فرایند روکش‌کاری لیزری آلیاژ اینکونل 718 بر روی زیرلایه استیل 304 ارائه می‌دهد. مدل‌سازی دقیق دینامیک حرارتی حوضچه مذاب و شبیه‌سازی 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 اندازه‌گیری‌های تجربی اعتبارسنجی گردید. جهت کاهش خطای اجتناب ناپذیر مدل بکاربرده شده، از مشخصه یابی طیفی برای پایش لحظه‌ای تغییرات حوضچه مذاب استفاده شد که اطلاعات دقیقی از دمای موضعی حوضچه مذاب و همچنین ترکیب عناصر آن را ارائه داد. دمای پلاسمای استخراج‌شده از خطوط اتم کروم در پنجره طیفی 400 تا 500 نانومتر، به طور دقیق تغییرات دمای روکش را بر اساس پارامترهای ورودی ردیابی کرده، درحالی‌که نسبت شدت عناصر نیکل به آهن (93/361 به 94/382 نانومتر) به طور مؤثر درجه آمیختگی لایه روکش را کمی‌سازی نمود. این رویکرد، امکان کالیبراسیون پویای پارامترهای ورودی فرایند را باتوجه‌به داده‌های به‌دست‌آمده فراهم کرده و کیفیت یکنواخت لایه روکش را بر اساس کنترل لحظه‌ای تغییرات دمای حوضچه مذاب و درجه آمیختگی تضمین می‌کند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| پایش برخط؛ ساخت افزایشی لیزری؛ روکش‌کاری لیزری؛ دینامیک حوضچه مذاب؛ طیف‌سنجی فروشکست القایی لیزری | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| In-Situ Monitoring of Melt Pool Dynamics in Laser Cladding using Numerical Simulation and Spectral Diagnostics | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Ebrahim Gholami1؛ Saeed Batebi1؛ Mohammad Javad Torkamany2 | ||
| 1Department of Physics, University of Guilan | ||
| 2Iranian National Center for Laser Science and Technology | ||
| چکیده [English] | ||
| In-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. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| In-situ monitoring, Laser additive manufacturing, Laser cladding, Melt pool dynamics, Laser-induced breakdown spectroscopy | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 194 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 76 |
||