تحلیل پارامترهای فرایند جوشکاری لیزر فویل فولاد زنگ نزن توسط روش آماری رویه پاسخ به منظور اتصال صفحات دوقطبی پیل سوختی پلیمری

در تحقیق حاضر، تاثیر پارامترهای جوشکاری لیزر پالسی Nd:YAG بدون فلز پرکننده بر روی اتصال لبه روی هم فویل فولاد زنگ نزن ۳۱۶L با ضخامت ۱۰۰ میکرومتر جهت کاربرد در صفحات دوقطبی پیل سوختی پلیمری مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از ابزارهای آماری، آنالیز واریانس و نمودارهای مختلف جهت تحلیل داده ها توسط روش رویه پاسخ استفاده گردید. پارامترهای ورودی توان قله (۱۳۰ تا ۶۵۰ وات)، زمان روشنی پالس (۱.۵ تا ۳.۵ میلی ثانیه) و فرکانس جوشکاری (۱۴ تا ۱۸ هرتز) در نظر گرفته شد. روش آماری مذکور به خوبی توانست، با توسعه چندجمله ای درجهٴ دوم، تاثیر پارامترهای جوشکاری را پیش بینی نماید؛ به طوری که مجموع خطا شامل خطای تکرارپذیری و خطای عدم تطابق برای مدل استحکام برشی، مدل بریدگی کنار جوش و مدل پرنشدگی جوش به ترتیب ۲، ۸ و ۳ به دست آمد. مهم ترین عوامل موثر بر استحکام برشی، عیوب بریدگی کنار جوش و نفوذ ناقص تشخیص داده شد. توان لیزر اصلی ترین پارامتر در این فرآیند برآورد گردید و اثر آن بر استحکام برشی جوش، بریدگی کنار جوش و پرنشدگی جوش به ترتیب ۶۴، ۶۲ و ۶۶ درصد محاسبه شد. در نهایت حداکثر استحکام برشی به میزان ۵۲۲ مگاپاسکال در توان قله ۲۶۰ وات، زمان روشنی پالس ۳ میلی ثانیه و فرکانس ۱۷ هرتز به دست آمد. در این حالت بریدگی کنار جوش به ۳ میکرومتر رسید.

کلیدواژه ها:

Pulsed laser welding ، Response surface methodology ، Weld defects ، Shear strength ، PEMFC bipolar plates ، جوشکاری لیزر پالسی ، روش رویه پاسخ ، عیوب جوش ، استحکام برشی جوش ، صفحات دوقطبی پیل سوختی پلیمری