Modelling and optimization of a laser droplet-formation process - Kokalj, Tadej (Materiali in tehnologije, 2013)
Proces 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 kapljic.
Keywords: lasersko varjenje; nikelj; modeliranje; optimizacija