بهینه سازی شرایط مرزی در فرآیند نورد داغ

نورد داغ یکی از فرآیندهای مهم شکل دهی محسوب شده، بطوریکه اغلب ورقهای فلزی حداقل یکبار این فرآیند را در طول پروسه تولید خود و جهت دستیابی به شکل و میکروساختار مورد نیاز تجربه می کنند. در این مقاله، اثرات شرایط مرزی حاکم در این فرآیند مانند: ضرائب انتقال حرارت و اصطکاک بین ورق و غلتک، دمای کاری و سرعت غلتکها بر نورد داغ آلومینیم خالص تجاری مورد ارزیابی قرار گرفته است. از یک مدل ترمومکانیکی المان محدود جهت تحلیل عددی مسئله استفاده شده و صحت و دقت این مدل با استفاده از نتایج تجربی ارزیابی شده است. بررسیها نشان می دهند که شرایط مرزی نورد تاثیر چشمگیری بر توزیع درجه حرارت در ورق و نیرو و گشتاور نورد خواهد داشت. بطوریکه با افزایش ضریب انتقال حرارت گرادیان حرارتی در طول ضخامت ورق افزایش و نیرو و گشتاور غلتک افزایش می یابد، همچنین با افزایش مقدار ضریب اصطکاک بین ورق و غلتک از 0/15 تا 0/4 گرچه توزیع حرارت در ورق زیاد دچار تغییر نخواهد شد اما نیرو و گشتاور غلتک به سرعت افزایش خواهد یافت و با کاهش سرعت دورانی غلتک دمای کلی ورق کاهش، و نیرو و گشتاور غلتک افزایش می یابد. همچنین بررسی اثرات خنک کاری غلتک ها جهت کنترل دمای غلتک نشان می دهد که در سرعت های پایین نورد، با افزایش دمای غلتک مقدار نیرو و گشتاور غلتک کاهش یافته در حالیکه با افزایش سرعت این اثر کاهش خواهد یافت. لذا با توجه به حاکم بودن شرایط مختلف مرزی و ارتباط آن با دیگر پارامترهای دخیل در فرآیند نورد داغ، حالت بهینه جهت دستیابی به توزیع درجه حرارت مناسب در ورق و حداقل نمودن نیرو و گشتاور غلتک تعیین و انتخاب می گردد.

کلیدواژه ها:

نورد داغ ، شرایط مرزی ، توزیع درجه حرارت ، نیرو و گشتاور غلتک