Nghiên cứu thiết kế hệ thống tạo biên dạng 2D áp dụng trong công nghệ hàn laser sử dụng bộ truyền động áp điện tuyến tính
118 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.93.2024.137-145Từ khóa:
Biên dạng laser; Hàn laser; Hàn không tiếp xúc; Bộ truyền động áp điện tuyến tính.Tóm tắt
Ngày nay, công nghệ laser được nghiên cứu và áp dụng trong nhiều lĩnh vực, trong đó có kỹ thuật hàn. Bài báo trình bày nghiên cứu thiết kế hệ thống tạo ra biên dạng 2D sử dụng trong công nghệ hàn laser. Hệ thống có thể tạo ra biên dạng bất kỳ, phù hợp với đặc tính và vật liệu của phôi hàn, từ đó, làm tăng chất lượng, độ chính xác, tính thẩm mỹ của mối hàn, cũng như nâng cao hiệu suất hàn laser. Trong bài báo, nhóm tác giả đề xuất mô hình hệ thống tạo ra biên dạng 2D sử dụng một gương phản xạ và hai bộ truyền động tuyến tính áp điện. Các phương trình động học thuận và nghịch được nhóm tác giả đưa ra và giải quyết triệt để, đồng thời nhóm cũng trình bày thuật toán để điều khiển chuyển động của các bộ truyền động tuyến tính. Mô hình được mô phỏng trên Matlab với biên dạng hình tròn, hình sin và hình số 8. Kết quả thu được cho thấy biên dạng thu được gần như giống với biên dạng mong muốn (cả hình dạng và chu kỳ quét). Có sự dịch chuyển giữa các biên dạng. Với các thông số mô phỏng đã cho, độ dịch chuyển của các biên dạng nói trên lần lượt là 0,03 mm (1,5%), 0,05 mm (2,5%) và 0,05 mm (1,25%). Sự dịch chuyển này có thể được giảm xuống bằng cách tăng số lần lấy mẫu. Các kết quả mô phỏng cung cấp bằng chứng mạnh mẽ về tính khả thi của việc triển khai hệ thống tạo biên dạng laser 2D thực tế dựa trên mô hình đề xuất.
Tài liệu tham khảo
[1]. Kenichi Iga, “Fundamentals of Laser Optics”, Springer, (1994).
[2]. Nasir Ahmed, “New developments in advanced welding”, Woodhead publishing (2005). DOI: https://doi.org/10.1533/9781845690892
[3]. M. T. Andani, et al., “Spatter formation in selective laser melting process using multi-laser technology”, Materials and Design, Vol. 131, pp. 460-469, (2017). DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.06.040
[4]. Lei wang, et al., “Effect of beam oscillating pattern on weld characterization of laser welding of AA6061-T6 aluminum alloy”, Materials and Design, Vol. 138, pp. 707-717, (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.07.053
[5]. Rolf Klein, “Laser welding of plastics”, Wiley-VCH, (2012). DOI: https://doi.org/10.1002/9783527636969
[6]. Pengfei Wang, et al., “Laser welding dissimilar materials of aluminum to steel: an overview”, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, pp. 3081–3090, (2016). DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-016-8725-y
[7]. H. Zhao, D.R. White, T. Debroy, “Current issues and problems in laser welding of automotive aluminium alloys”, International Materials Reviews, Vol. 44, No. 6, pp. 238-266, (2013). DOI: https://doi.org/10.1179/095066099101528298
[8]. Muralimohan Cheepu, et al., “Optimization of process parameters using surface response methodology for laser welding of titanium alloy”, Materials science forum, Vol. 969, pp. 539-545, (2019). DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.969.539
[9]. Mengxin Sun, Zhenwei Cao, Lukai Zheng, “Design and Experiment of a Clamping-Drive Alternating Operation Piezoelectric Actuator”, MDPI, Micromachines, Vol. 14, No. 3, (2023). DOI: https://doi.org/10.3390/mi14030525
