42 KB872 KB37 KB200020242013Govekar, EdvardGrabec, IgorKokalj, Tadejštevilka:4letnik:47str. 487-495COBISSID:1002154ISSN:1580-2949URN:URN:NBN:SI:doc-ERA0M0BYenInštitut za kovinske materiale in tehnologijeMateriali in tehnologijelasersko varjenjemodeliranjenikeljoptimizacijaModelling and optimization of a laser droplet-formation process| Modeliranje in optimizacija laserskega tvorjenja kapljice|The laser droplet-formation process (LDFP) is a part of the novel joining technology for forming high-temperature joints. The advantages of this technology are: good heat-input control, good control of the added material and limited local heating. A molten metal droplet is used as the basic unit for the filling material, and a determination of the process parameters for the formation of droplets with desired properties is crucial. A physical and numerical model of the process was built to allow a theoretical determination of the process parameters. The numerical model enables a simulation of the process at different sets of parameters and a genetic algorithm optimization was implemented to find the best set. To verify this general procedure for determination and optimization of the parameters, we applied it in a specific case of a nickel wire. On the basis of the numerical model of the process, laser pulses for pendant-droplet formation and droplet detachment were determined and applied in experiments. With numerically determined laser pulses pendant-droplet formation and detachment were accomplished. In most cases, the process showed a very high repeatability. The encouraging experimental verification shows that a numerical approach is a very helpful tool for a determination of the process parameters and a better understanding of the process. It significantly reduces the number of necessary experiments when the laser droplet-formation setup or the target droplet properties are changedProces laserskega tvorjenja kapljice (LTK) je del nove tehnologije spajanja za tvorjenje visokotemperaturnih spojev. Prednosti te tehnologije so: dobra kontrola vnesene toplote in dodanega materiala ter omejeno lokalno segrevanje podlage. Staljena kovinska kapljica se uporabi kot dodajni material, parametri za tvorjenje kapljice s primernimi lastnostmi pa so bistveni za uspešnost procesa. Zgradili smo fizikalni in numerični model procesa, ki omogoča teoretično določitev optimalnih procesnih parametrov. Numerični model nam omogoča simulacijo procesa pri različnih naborih parametrov, optimizacijo z genetskimi algoritmi pa smo uporabili za iskanje najboljšega nabora. Za eksperimentalno potrditev tega splošnega načina smo metodo uporabili v konkretnem primeru nikljeve žice. Na osnovi teoretičnega modela smo določili laserski blisk za tvorjenje in odlet kapljic ter jih uporabili v poskusih. Z numerično določenimi laserskimi bliski smo uspešno tvorili in ločili kapljico od žice. V večini primerov je proces izredno dobro ponovljiv. Uspešna eksperimentalna potrditev potrjuje pomembnost teoretičnega modela za določitev procesnih parametrov in boljše razumevanje procesa. Numerični model močno zmanjša potrebno število eksperimentov za določitev procesnih parametrov ob spremembi vrste žice ali spremembi ciljnih lastnosti tvorjenih kapljicTEXTznanstveno časopisjejournalsSlovenian National E-content AggregatorNational and University Library of SloveniaInštitut za kovinske materiale in tehnologije