چکیده:
اتصال قطعات به روش جوشکاری به عنوان اتصال دائم میتواند نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا کند. از طرفی اتصالات حاصل از جوشکاری قطعات غیرهمجنس با وجود قابلیتهای مطلوبی که در تحمل بارهای خارجی دارند؛ اما دارای برخی محدودیتهایی نیز هستند که شناسایی و بررسی این محدودیتها میتواند به استفاده هر چه بهتر این نوع اتصالات کمک نماید. در حالیکه رفتار قطعات تحت تنشهای حرارتی ناشی از فرآیند جوشکاری میتواند یکی از این محدودیتهای این فرآیند باشد. بنابراین شرایط جوش قطعات غیرهمجنس در ناحیه تماس الکترود و محل درز جوش، منجر به افزایش دمای قطعات در عملیات جوشکاری میگردد، که این افزایش دما میتواند به میزان قابل توجهی بر عملکرد مکانیکی جوشها اثرگذار باشد. در این پژوهش، قطعاتی از جنس آلومینیم و فولاد کربنی با استفاده از روش جوشکاری برقی با الکترود تنگستن غیرمصرفی تحت گاز محافظ (TIG) انجام گردید و برای بررسی اثر تنش حرارتی در فرآیند جوشکاری برای اتصالات مختلف از نرمافزار انسیس استفاده شد. جهت اطمینان از صحت دادههای بدست آمده در روش مدل شبیه سازی، قطعاتی به صورت عملی نیز با شرایط مشابه به یکدیگر جوش داده شدند و نتایج بدست آمده با نتایج روش مدل شده مقایسه گردید. ابتدا رفتار یک ورق فولادی و سپس نقش عوامل مختلف بر عملکرد جوش با مدلسازی فرآیند برای یک لوله در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفت. در پایان با توجه به نقش انکارناپذیر اتصالات T شکل در صنایع مختلف، توزیع حرارت و رفتار آن مورد بررسی قرار گرفت.
خلاصه ماشینی:
رفتار مکانیکی حرارتی فرآیند جوشکاری ذوبی برای تعیین میزان اثر هندسه لبه جوش بر اندازه و توزیع تنش پسماند در اتصالات غیرهمجنس تجزیه و تحلیل شده و نتیجه گرفته شده که با افزایش ضخامت دیواره لوله به خصوص در طرف فولاد کربنی تنشهای پسماند محوری فشاری در سطح داخلی و تنشهای پسماند محوری کششی در سطح خارجی افزایش مییابند [6].
جدول 1- مشخصات مکانیکی ورق فولادی {مراجعه شود به فایل جدول الحاقی} جدول 2= خواص مکانیکی آلومینیوم {مراجعه شود به فایل جدول الحاقی} قطعات آماده سازی شده به یکدیگر تکبندی گردید و سپس با استفاده از روش جوشکاری تیگ با جریان 120، 140 و 160 آمپر و با ولتاژ ثابت 12 ولت، با سرعت جوشکاری 6 میلیمتر بر ثانیه و دمای محیط 32 درجه سانتیگراد به یکدیگر جوش داده شدند و نتایج توزیع دما به وسیله دستگاه ترمومتر ثبت گردید.
در این عملیات بررسی دما مطابق شکل 4 در 5، 25 و 50 ثانیه اول جوشکاری انجام شد که در جدول 3 برای هر دو روش عملی و شبیه سازی شده ارائه شده است.
{مراجعه شود به فایل جدول الحاقی} همانطور که در شکل 16 مشخص است، افزایش توان منبع منجر به افزایش دمای بیشینه در نزدیکی درز جوش خواهد شد، بهطوری که به ازای افزایش 40 درصدی در جریان الکتریکی، تقریبا به میزان 37 درصد افزایش بیشینه دما در مدل مشاهده شده است.
همانطور که در شکل مشخص است با گذشت زمان، دما در کل سطح اتصال افزایش خواهد داشت که این امر میتواند منجر به تغییر شکلهای دائم در اتصالات و ایجاد تنشهای پسماند شود.