انتشار مقاله عضو هیأت علمی گروه مهندسی مواد درباره انتخاب سیستماتیک ترکیب گاز محافظ در ساخت افزایشی قوس فلزی گاز برای دیوارههای نازک فولاد HSLA
در این پژوهش، با توجه به تأثیر قابلتوجه ترکیب گاز محافظ بر کیفیت ساخت افزایشی، رویکردی منطقی و قابلتکرار برای انتخاب گاز محافظ با تمرکز بر ویژگیهای هندسی نظیر ارتفاع لایه، عرض لایه و میزان موجدارشدن سطح ارائه شد. عملکرد سه ترکیب مختلف بر پایه آرگون تحت شرایط یکسان شامل نوع سیم، فاصله نوک تماس تا قطعه، سرعت تغذیه سیم و سرعت رسوبدهی مورد بررسی قرار گرفت. بهمنظور دستیابی به مقایسهای علمی و منصفانه میان ترکیبات گازی، ولتاژ مناسب برای هر ترکیب بهگونهای تنظیم شد که پایداری انتقال فلز در بهترین حالت حفظ شود.
نتایج نشان داد که افزایش درصد CO₂ در ترکیب گاز محافظ، نیازمند ولتاژ قوس بالاتر و جریان متوسط کمتر برای حفظ سرعت ثابت تغذیه سیم است. این تغییرات منجر به تشکیل لایههایی کوتاهتر و عریضتر میشود، در حالیکه میزان موجدارشدن جانبی سطح تقریباً مستقل از ترکیب گاز باقی میماند. مهمترین دستاورد این تحقیق، ارائه یک سامانه تصمیمگیری چندمعیاره برای انتخاب ترکیب گاز محافظ بر اساس اهداف تولیدی مختلف است. در نهایت، ترکیب Ar + 8% CO₂ بهعنوان گزینهای مناسب برای ایجاد تعادل میان بهرهوری بالا و تنش حرارتی پایین انتخاب شد که میتواند جایگزینی علمی برای روشهای سنتی آزمونوخطا در انتخاب گاز محافظ باشد.در این پژوهش، سوپرآلیاژ اینکونل ۷۹۲ که بهطور گسترده در سامانههای تولید توان مورد استفاده قرار میگیرد، بهدلیل حساسیت به خوردگی در برخی شرایط محیطی، تحت پوششدهی نانوکامپوزیتی به روش الکترودهی پالسی قرار گرفت. پارامترهای فرآیند شامل تعداد سیکلهای رسوبدهی، چگالی جریان آندی و غلظت TiO₂ با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) بهینهسازی شدند تا پوششی یکنواخت و با عملکرد حفاظتی بالا حاصل شود.
Title
A Systematic Selection of Shielding Gas Composition for GMA-DED of HSLA Thin Walls Focused on Geometrical Features
Abstract
While shielding gas selection significantly impacts gas metal arc directed energy deposition (GMA-DED), current industrial practices often rely on ad hoc decisions. This study proposes a logical and reproducible selection methodology that prioritizes geometric outcomes such as layer height, width, and surface waviness for HSLA thin walls. The performance of three Argon-based blends was examined under the same wire, contact tip-to-work distance, wire feed, and deposition speeds. To ensure a scientifically fair comparison between gas blends, the methodology prioritized maintaining optimal metal transfer regularity for each composition by adjusting the proper voltage setting with a constant-voltage power source. Results showed that increasing CO₂ content requires higher arc voltage but lower average current to maintain a constant wire feed speed. This shift leads to shorter and wider layers, while lateral surface waviness remains largely unaffected by gas composition. The main contribution of this work is the establishment of a multifaceted decision-making system that enables users to balance geometric and operational outcomes against production goals. As a demonstration, an Ar + 8% CO₂ blend was successfully selected using a criterion that balances high productivity with low thermal stress.
Keywords shielding gas selection; gas metal arc direct energy deposition; high-strength low-alloy steel; metal transfer regularity; waviness; layer geometry.
خاطر نشان میگردد این مقاله در فوریه سال ۲۰۲۶ در نشریه Metals چاپ شده است.
نظر شما :