تحلیل و بررسی شرایط محیطی در سوراخ کاری لیزری روی ورق سوپرآلیاژ هستلوی ایکس با استفاده از لیزر فیبری

مقدمه و اهداف: سوراخ کاری لیزری، به دلیل دقت و قابلیت ماشین کاری مواد پیشرفته، در صنایع هوافضا، انرژی و پزشکی کاربرد دارد. بااین حال، تشکیل لایه بازمنجمدشده، بازرسوب مذاب و کاهش کیفیت دیواره سوراخ، از مهم ترین چالش های این فرایند در سوپرآلیاژهای پایه نیکل است. در این پژوهش، تاثیر محیط فرایند و اعمال میدان مغناطیسی بر کیفیت ریخت شناسی سوراخ های هستلوی ایکس (X) با استفاده از لیزر فیبری بررسی شد.مواد و روش ها: آزمایش های سوراخ کاری تک پالس روی ورق یک میلی متری سوپرآلیاژ هستلوی X، در سه شرایط شامل گاز محافظ آرگون، گاز محافظ همراه با آب مقطر و گاز محافظ همراه با آب مقطر تحت میدان مغناطیسی انجام شد. ریخت شناسی ورودی، خروجی، دیواره و مقطع طولی سوراخ ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی و تغییرات ترکیب شیمیایی با طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس ارزیابی شد.یافته ها: نتایج نشان داد شرایط محیطی فرایند بر رفتار مذاب، تشکیل لایه بازمنجمدشده، کیفیت دیواره سوراخ و توزیع عناصر تاثیرگذار است. استفاده از آب مقطر موجب کاهش بازرسوب مذاب و بهبود یکنواختی دیواره شد. همچنین، اعمال میدان مغناطیسی با هدایت جریان مذاب، ناپیوستگی های سطحی را کاهش داد و ریخت شناسی دیواره را یکنواخت تر کرد. نتایج طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس نیز نشان داد تغییرات ترکیب شیمیایی، عمدتا به نواحی مجاور سوراخ محدود بوده و فلز پایه تغییر محسوسی نداشت.نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان می دهد استفاده از آب مقطر و میدان مغناطیسی با کنترل رفتار مذاب و کاهش بازرسوب آن، کیفیت ریخت شناسی سوراخ های ایجادشده را بهبود می دهد. این روش می تواند راهکاری موثر برای افزایش کیفیت سوراخ کاری لیزری سوپرآلیاژهای پایه نیکل در کاربردهای مهندسی باشد.

کلیدواژه ها:

سوراخ کاری لیزری ، سوپرآلیاژ هستلوی X ، میدان مغناطیسی ، سوراخ کاری لیزری مبتنی بر کمک آب ، ریخت شناسی سطح