مدل‌سازی‌ تجربی فرآیند سخت‌کاری سطحی لیزری فولاد aisi410 به کمک روش رویه پاسخ

سختکاری سطحی ‌لیزری، یکی از تکنولوژیهای نوین می‌باشد که ‌برای ‌بهبود سطح فلزات به منظور اصلاح خواص ‌تریبولوژیکی ‌سطح‌ مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این ‌مقاله بررسی قابلیت ‌‌سختکاری ‌سطحی لیزری فولاد ضد زنگ مارتنزیتی 410 با استفاده ‌از لیزر دیودی توان بالای پیوسته با حداکثر توان 1600 وات پرداخته‌ می‌شود. توان لیزری، سرعت‌ روبش ‌و موقعیت فاصله ‌کانونی پارامترهای متغیر در این تحقیق می‌باشند. تاثیر پارامترهای فرآیند روی ‌عمق ‌و پهنای لایه ‌سخت شده و میکروسختی ‌در منطقه مورد تاثیر لیزر مورد تحقیق ‌قرار گرفته ‌است. نتایج نشان ‌می‌دهد که با افزایش توان ‌لیزر و کاهش ‌سرعت ‌روبش، میزان سختی و عمق ‌بیشتر سختی حاصل ‌می‌گردد. همچنین دستاوردها حاکی ‌از آن است که با کاهش موقعیت‌ فاصله کانونی، عمق سختی ‌بیشتر و پهنای ‌سختی کمتر بدست‌ می‌آید. ‌مدل‌سازی‌ متغیرهای کنترل‌پذیر (توان لیزر، سرعت روبشی و موقعیت فاصله کانونی) با روش رویه پاسخ به ‌منظور مطالعه تاثیر پارامترهای ورودی فرآیند بر چگونگی تغییر پاسخ‌ها، و تجزیه ‌و ‌تحلیل جداول anova، ارائه معادلات رگرسیون پارامترهای خروجی، تحلیل نمودارهای رویه ‌پاسخ، نمودارهای تعامل ‌اثر پارامترهای ورودی، مورد بررسی قرارگرفت.نتایج نشان می‌دهد که در روش مدل‌سازی رویه پاسخ ((rsm تاثیر پارامتر توان‌ لیزری در نتایج بیشینه‌ سختی ، عمق و پهنای ‌سختی،‌ بیشتر از پارامترهای موقعیت ‌فاصله کانونی و سرعت‌ روبشی می‌باشد. همچنین با توجه به درصد پوشش‌دهی پارامترها ‌توسط معادله رگرسیون بدست آمده روش رویه پاسخ (rsm) مدلی مناسب برای بررسی اثرات پارامترهای فرآیند سخت‌کاری سطحی با لیزر دیودی می‌باشد.

Experimental modeling of laser surface hardening process of AISI410 by Response Surface Methodology

Laser surface hardening is one of the modern technology used to improve the surface of materials in order to modification of tribological properties. This paper investigate the ability of laser surface hardening of AISI 410 martensitic stainless steel using a continuous high power diode laser with a maximum power of 1600w. Laser power, scanning speed and focal plane position are variable parameters in this research. The effect of the process parameters on the hardness, depth and width of the hardened layer has been investigated. The results show that with increasing laser power and reducing the scanning speed, higher hardness and hardening depth are obtained. Results also reveal that width of hardened layer increases by increasing in focal plane position and reduction the laser power. Modeling of controllable variables (laser power, scanning speed and focal plane position) by Response Surface Methodology method to study the effect of process input parameters on how to change responses, and analysis of ANOVA tables, providing regression equation for output parameters, analysis The Surface Plots, Interaction Plots of the input parameters, were investigated. The results show that in RSM modeling method, the effect of laser power parameter on the results of maximum hardness, depth and width of hardness is more than the parameters of the focal plane position and scanning speed. Due to percentage of coverage of the parameters by the regression equations the RSM method is a suitable model for investigating the effects of the surface hardening process by diode laser.