Numerical analysis of thermoplastic composites laser welding using ray tracing method

تکنولوژی لیزر یک جایگزین مناسب برای پیوند مداوم ساختارهای کامپوزیتی گرمانرم است. حضور فیبرهای مداوم در یک فیبر سرامیکی (بیش از 30٪) باعث عدم استفاده از محصولات سنتی به دلیل مواد خام ترموپلاستیک می شود، به دلیل حضور خوشه های فیبر یا مناطق غنی از پلیمر. این ناهمگونی ها باعث پراکندگی نور ماکروسکوپیک از طریق ساختار می شود و سطح انرژی حاصل شده در رابط جوشکاری را کاهش می دهد. مطالعات پیشنهاد شده در اینجا به ریز ساختار واقعی کامپوزیت به منظور بررسی تغییرات در انتشار انرژی محلی به طور مستقیم با ترتیبات فیبر محلی مواجه می شوند. هدف از این کار توسعه یک شبیه سازی عددی مقرون به صرفه از فرایند جوشکاری لیزر است که با مکانیزم فیزیکی اقتباس شده و با توجه به ناهمگنی ریزساختار مواد در نظر گرفته شده در خصوص خواص نوری و حرارتی، مورد توجه قرار گرفته است. برای مدل سازی مسیر نوری پرتو لیزر از طریق ساختار فیبرهای کامپوزیتی، یک ابزار شبیه سازی بر اساس نوری هندسی توسعه یافته است. جوش پذیری در کامپوزیت با ضخامت های مختلف در نظر گرفته شده است، نشان دهنده رابطه غیر خطی بین انرژی جوشکاری و ضخامت بستر است.