Optimization Of FCAW/GMAW By Using Response Surface Methodology and Cube Composite Design Along with Taguchi Quality Loss Function and Desirability Function

Optimization Of FCAW/GMAW By Using Response Surface Methodology and Cube Composite Design Along with Taguchi Quality Loss Function and Desirability Function. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
MS_Thesis_(Kashif_Nazir_G201402180).pdf
Restricted to Repository staff only until 18 June 2020.

Download (4MB)

Arabic Abstract

2019 بشكل متزايد في العديد من الصناعات GMAW و FCAW يتم استخدام عمليات اللحام التقليدية شبه الآلية مثل التحويلية والصناعية بسبب ارتفاع معدل الإنتاج وسهولة العمل في حالة الهواء الطلق العاصفة. يتم إجراء هذه الدراسة لمعرفة ظروف اللحام المحسنة الجودة من خلال تضييق نافذة التسامح لتوليد لحام متفوق يفي بمعايير اللحام بعرض الخرزة الاسمي وأعلى قوة شد وصلابة اسمية وأقل عدد من حالات التوقف. سيحدد مجموع جميع الميزات المذكورة أعلاه الجودة والإنتاجية المحسنة للحام لأن جودة اللحامات هي مستوى الكمال الذي تظهره اللحامات حول الحجم الكامل للحام وكذلك المظهر الجانبي لمظهر سطح اللحام. جودة مح س نة ذات صلة بالحام عالية الإنتاجية نظرًا للمزيج الأمثل للمعلمات التي تؤدي حتماً إلى تطوير عيب أدنى أو بلا عيب. تم جمع البيانات حسب منهجية سطح الاستجابة ، وأجريت تحليلات التباين لإيجاد العلاقة بين عوامل اللحام والاستجابات. تم إجراء الانحدار الخطي وطرق تحسين الكائن متعددة لتحديد معلمات اللحام مع الإخراج المحسن من خلال وظيفة مرغوب فيه. تم إجراء الفحص البصري ، واختبار اختراق الأصباغ ، والتحليل الكيميائي ، والتحليل الكيميائي ، واختبار الصلابة ، ASME والكشف الدقيق عن العيوب السطحية وشبه السطحية لكوبونات الاختبار المصنوعة من مواد الفولاذ الكربوني تم عمل الوصلات الملحومة بعقب باستخدام عدة مستويات من التيار ، والمدخلات الحرارية ، 17 والجهد وسرعة السفر. تم تقييم جودة اللحامات المنتجة من حيث قيمة الصلابة ، مؤشر الاختراق ، مؤشر الترشيش ، معدل الترسيب وارتفاع التسليح. المنطقة السطحية المثالية التي توجد عند 72 ٪ من الرغبة المركبة لها قيم مركزية ل CTWD و A كتغذية سلكية تبلغ 266 ملم / دقيقة ، ومدخلات الحرارة عند 23 كيلو جول ، الحالية عند 216 FCAW عند 78 ٪ من الرغبة المركزة التي لها قيم مركزية مثل GMAW عند 12 ملم. تم العثور على منطقة سطح مثالية من الجهد 33.2 فولت وتغذية الأسلاك 102 ملم / دقيقة وسرعة اللحام عند 50 سم / دقيقة. وتمت مقارنة القيم المحسنة التي تم الحصول عليها من هذه التقنيات مع النتائج التجريبية ، ووجد خطأ مقارنة أقل من هي الإطار الذي تم GMAW و FCAW المذكورة أعلاه حول قيم الرغبة المركبة من RSM 2 ٪. إن منطقة الحصول عليه لتحقيق جودة لحام أفضل.

English Abstract

Semi-automatic conventional welding processes such as FCAW and GMAW are increasingly being utilised in many fabrication and manufacturing industries due to high production rate and ease of work in windy outdoor condition. This study is performed to find out the enhanced quality weld conditions by narrowing down the tolerance window to generate superior weld which satisfies the criteria of the weld with nominal bead width, highest tensile strength, nominal hardness and minimal discontinuities numbers. The sum of all the above features will define the enhanced quality and productivity of the weld because quality of welds is the level of perfection that welds exhibit about the whole volume of weldment as well as to the profile of weld surface appearance. Enhanced quality weld related high productivity due to optimum blend of parameters which inevitably develop minimum or no defect . Data were collected as per response surface methodology, and variance analyses were performed to find the relationship between weld factors and responses. Linear regression and multiple object optimization approaches were made to determine weld parameters with enhanced output through desirability function. Visual inspection, dye penetrant testing, macrography, chemical analysis, hardness testing and micrography have been conducted to detect surface and sub-surface defects of test coupons made of ASME group “P1” carbon steel material A572 and A36. Butt welded joints have been made by using several levels of current, heat input, voltage and travel speed. Quality of produced welds has been evaluated in terms of hardness value, penetration index, spatter index, deposition rate and reinforcement height. The optimal surface region found at 72% composite desirability having centred values for FCAW as wire feed at 266 mm/min, heat input at 23kj, current at 216A and CTWD at 12mm. GMAW Optimal surface region found at 78% composite desirability having centered values as voltage 33.2V, wire feed 102mm/min and welding speed at 50cm/min. The optimized values obtained from these techniques were compared with experimental results and found a comparison error of less than 2%. The above RSM region around composite desirability values of FCAW and GMAW are the obtained framework for achieving enhanced quality weld.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Mechanical
Divisions: College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Committee Advisor: Kahlil Sheikh, Dr. Anwar
Committee Members: Abu-Dheir, Dr. Numan and Pashah, Dr. Sulaman
Depositing User: KASHIF NAZIR (g201402180)
Date Deposited: 08 Jul 2019 09:48
Last Modified: 01 Nov 2019 21:01
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140984