بررسی بهینه سازی پارامترهای فرایند جوشکاری با گاز محافظ

چکیده

   جوشکاری از جمله فنآوریهای رایج در صنایع است و تاثیر فرایند های مختلف جوشکاری در ایمنی و کارایی قطعات امری انکار ناپذیر می باشد. اما آنچه اهمیت دارد این است که اتصالات جوش، نسبت به فلز پایه معمولاً خواص مکانیکی ضعیف تری داشته و بیشتر در معرض آسیب و شکست قرار می گیرند. شناخت پارامترهای موثر درافزایش استحکام کششی می تواند به ایجاد جوش های مقاوم تر، به خصوص در برابر بارهای کششی کمک شایانی نماید. همواره برای شناسایی پارامترهای موثر در افزایش استحکام کششی یا نرخ گسترش ترك در اتصالات جوش، تاثیر پارامترهایی چون تنش های پسماند مورد بررسی قرار می گیرد. از طرفی با توجه به نتایج کار دیگر محققین، می توان دریافت که تنش های پسماند ناشی از گرادیان های دمایی حین فرایند جوشکاری، نقش مهمی را در کاهش استحکام کششی ایفا می کنند.

مقدمه

   افزایش کیفیت محصولات و کاهش هزینههای ساخت را میتوان به عنوان دو معیار اساسی افزایش بهره وری شرکت های تولیدی دانست. بدین منظور، صنایع مختلف برای توانایی رقابت در بازار، به سمت بهینه کردن هر چه بیشتر فرآیندهای خود پیش می روند. از این رو بهینه سازی فرآیندها یکی از ضروری ترین کارها در صنعت امروز محسوب می شود. هدف از بهینه سازی فرآیندهای تولیدی، تنظیم هر چه دقیقتر مقادیر پارامترهای ورودی برای رسیدن به خروجی مطلوب است. در فرآیندهایی که پارامترهای ورودی زیاد باشند، رسیدن به پارامترهای بهینه مستلزم بررسی دقیق و علمی فرآیند است. برای تنظیم مناسب پارامترها، روش های آزمون و خطا اغلب پر هزینه، زمان بر و غیر دقیق هستند. در روش دیگر به کمک نرم افزارهای المان محدود، رفتار فرآیند مدل میشود، اما مشکل بودن تشخیص وابستگی و تخمین تئوری ارتباط بین ورودی ها و خروجی ها در یک فرآیند واقعی، پژوهشگران را بر آن داشته تا این ارتباط را از طریق تحلیل های آماری داده های آزمایشگاهی بدست آورند. این تکنیک ها شامل رگرسیون خطی و غیر خطی، روش سطح پاسخ و شبکه عصبی است. در این میان، مدلسازی رگرسیونی ابزار مناسبی برای تعیین مقادیر صحیح پارامترهای تنظیمی به منظور دست یابی به خروجی های مطلوب میباشد. در این مدل ها امکان بهینه سازی فرآیند و نیز آنالیز حساسیت فراهم شده است. همچنین این مدلها ابزار مناسبی برای فهم بهتر اثرات متغیرهای ورودی بر روی خروجی ها هستند. امروزه روش های جوشکاری به عنوان یکی از مهم ترین فرآیندهای تولیدی شناخته می شوند.
   جوشکاری به منظور ایجاد اتصال دائمی مواد مهندسی (به خصوص فلزات) به یکدیگر انجام می گیرد به گونه ای که خواص اتصال حتی المقدور مشابه خواص ماده پایه باشد . امروزه با گسترش کاربرد فلزات در صنایع، استفاده از این فرآیندها افزایش چشمگیری یافته است. از این رو با توجه به اهمیت جوشکاری درتولید، دست یابی به کیفیت مناسب در آن بسیار ضروری به نظر می رسد. رسیدن به این کیفیت در گرو تنظیم هر چه بهتر پارامترهای ورودی فرآیند است، که نوع و تعداد این پارامترها با توجه به نوع جوشکاری می تواند متفاوت باشند.
   در سال های اخیر با افزایش رقابت بین تولید کنندگان محصولات مختلف، تلاش های بسیاری برای بهینه کردن فرایند تولید صورت گرفته است. تولید کنندگان مختلف تلاش می کنند محصولات خود را با بهترین کیفیت و کمترین هزینه ارائه نمایند. انجام این مهم، بدون استفاده ازروش های علمی مبتنی بر الگوریتم های بهینه سازی امکانپذیر نمی باشد. درسال های اخیر الگوریتم های بهینه سازی جدیدی ابداع شده است که در توسعه بهینه سازی فرآیندهای مختلف موثر بوده است.

اطلاعات تکميلي

  • حوزه کاربرد: بهینه سازی فرآیند جوشکاری
  • منبع: همایش ملی مهندسی مکانیک، اسفند ماه 1394