بررسی تاثیر ترتیب جوشکاری بر تنش‌های پسماند و اعوجاج جوشکاری گشودگی در یک پوسته آلومینیومی

نوع مقاله: طرح پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

در این پژوهش، به بررسی جوشکاری گشودگی روی یک پوسته آلومینیومی و بررسی تاثیر ترتیب جوشکاری بر تنش‌های پسماند و اعوجاج بعد از جوشکاری به‌کمک شبیه‌سازی المان محدود در نرم افزار تحلیل‌گر آباکوس پرداخته شده و با شبیه‌سازی در نرم افزار سیسولد، نتایج این دو نرم‌افزار نیز مقایسه شده‌اند. همچنین با استفاده از داده‌های تجربی، به مقایسه نتایج شبیه سازی و آزمایش تجربی پرداخته شده است. نتایج نشان داده است که توزیع دمایی در نقاط مختلف مسیرجوشکاری یکنواخت نمی‌باشد که مهمترین عامل این رخداد، غیریکنواختی هندسه جوشکاری است. هرچه تعداد مراحل جوشکاری بیشتر شود، باز توسعه حرارتی و همچنین اختلاف بین پیک‌های حرارتی در موقعیت‌های مختلف بیشتر خواهد شد که این خود بر توسعه تنش‌های پسماند و همچنین اعوجاج بعد از جوشکاری اثر گذار خواهد بود. نتایج بررسی تنش‌های پسماند حاکی از آن است که هرچه تعداد ترتیب‌های جوشکاری بیشتر شود، پیک تنش‌های پسماند کاهش پیدا می کند و توزیع یکنواخت‌تری در تنش‌ها ایجاد می شود. موضوع حائز اهمیت در اعوجاج ایجاد شده در این سازه، میزان کشیدگی به داخل و همچنین تغییر مکان و تغییرشکل مسیرجوشکاری است. نتایج نشان می‌دهد که هرچه میزان اعوجاج در ناحیه جوش ( کشیدگی به بیرون) بیشتر باشد به همان نسبت میزان کشیدگی به داخل بیشتر خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Mathers G (2002) The Welding of aluminium and

its alloys. Woodhead Publishing Ltd.

[2] معصومی دهقی ا، قائد علی ح، صمدی ب، قادری (1395) بررسی عددی اعوجاج و تاثیر هندسه اتصال و فرآیند هیدروتست بر تنش­های پسماند در جوشکاری نازل به پوسته استوانه­ای. شانزدهمین کنفرانس بین المللی انجمن هوافضا ایران، تهران.

[3] Satish K, Velaga S, Arun Kumar A, Ravisankar S (2017) Weld characteristics of non-axisymmetrical butt welded branch pipeT-joints using finite element simulation and experimental validation. Int J Pressure Vessels Piping 150 72-88.

[4] Peng J (2011) Study on distortion control in nozzle welding of stainless steel pressure vessels. A thesis presented to the University of Waterloo in fulfillment of the thesis requirement for the degree of Master of Applied Science in Mechanical Engineering Waterloo, Ontario, Canada.

[5] Hemmesi K, Farajian M, Mirko B (2017) Numerical studies of welding residual stresses in tubular joints and experimental validations bymeans of X-ray and neutron diffraction analysis. Eng Mater Des 126: 339-350.

[6] Vetriselvan R, Devakumaran K, Athiya PS,  Ravichandran ‌G (2017) Transient‌‌‌out-of-plane distortion of multi-pass fillet welded tube topipe T-joints. Def Technol 13: 77-85.

[7] Fu MI, Lourenço M, Duan S, Estefen F (2016) Influence of the welding sequence on residual stress and distortion of fillet welded structures. Mar Corros Offshore Struct Pap Symp 46: 30-55.

[8] Jiang W, Yahiaoui K (2012) Effect of welding sequence on residual stress distribution in a multipass welded piping branch junction. Int J Pressure Vessels Piping 95: 39-47.

[9] Farahani MR, Sattari Far I (2009) Effect of the weld groove shape and pass number on residual stresses in butt welded pipes, Int. J. Pressure Vessels Piping, 86, 723-731.

[10] Qureshi M, Ullahdar EM, Khan N, Malik I (2008) Analysis of circumferentially arc welded thin walled cylinders to investigate the residual stress fields. TWS 1391-1401.

[11] مشایخی م، هدایتی هـ (1390) بررسی تأثیر ترتیب جوشکاری و فرآیند هیدروتست بر تنش های پسماند جوشی در لوله های فولادی زنگ نزن 304. نشریه علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک (2)22.

[12] Tso-Liang T, Peng-Hsiang C, Wen-Cheng T (2003) Effect of welding sequences on residual stresses. Comput Struct 81: 273-286.

[13] Sattari-Far I, Javadi Y (2008) Influence of welding sequence on welding distortions in pipes. Int J Pressure Vessels Piping 85: 265-274.

[14] Park J, Gyubaek A, Wanchuck W (2017) The effect of initial stress induced during the steel manufacturing process on the welding residual stress in multi-pass butt welding. JNAOE 1-12.

[15] Akhlaghi JA, Golda MK (2005) Computional welding mechanics. Springer.

[16] Lindgren L (2001) modelling of residual stresses and deformation due to weldig. 5th International Seminar on Numerical Analysis of Weldability.

[17] صمدیان ک (1390) بررسی تنش های پسماند جوشی در مخازن تحت فشار آلومینیوم استحکام بالا و استخراج روابط بر اساس پارامترهای هندسی. دانشکده مهندسی مکانیک، پایان نامه کارشناسی ارشد مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.

[18] Kaufman JG (2008) Properties of aluminum alloys fatigue data and the effects of temperature, product form, and processing. ASME International.

[19]  کریم نیا و (1391) بررسی بزرگی و توزیع تنش­های پسماند در جوش محیطی یک مخزن تحت فشار آلومینیوم استحکام بالا و استخراج روابط بر اساس پارامترهای هندسی. دانشکده مهندسی مکانیک، پایان نامه کارشناسی ارشد مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.