مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه اثر هندسه طرح اتصال برتوزیع تنش پسماند و دما در قطعات جوشکاری شده از جنس فولاد زنگ نزن

نویسندگان
1 کارمند
2 استادیار دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
چکیده
در جوشکاری چند پاسه، توزیع و مقدار تنش های پسماند و اعوجاج حاصل به عوامل متعددی همچون پارامتر های وابسته فرآیند جوشکاری، خواص مکانیکی مواد ، قید و بند بستگی دارد. در این پژوهش ابتدا توزیع دمای حاصل از فرآیند جوشکاری سه نمونه با طرح های هندسی متفاوت توسط ترموکوپل هایی ثبت شده، هر یک از نمونه ها شامل دو ورق با ضخامت یکسان از جنس فولاد ضد زنگA316 می باشند که به روش جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ و الکترود تنگستنی با طرح های اتصال گوشه شیاری نیم جناقی و جناقی باشکاف و پیشانی ریشه و نیم جناقی بدون شکاف و پیشانی ریشه بر اساس یک دستور‌العمل رویه جوشکاری، جوش شدند. برای یک نمونه تنش پسماند ایجاد شده ابتدا به روش غیر مخرب امواج ماورای‌صوت عرضی و پس از برش قسمت عمودی (ورق بدون شیار) جهت استقرار دریل دستگاه کرنش‌سنج توسط روش نیمه‌مخرب کرنش‌سنجی سوراخ اندازه گیری شد. برای دو طرح هندسی دیگر جهت جلوگیری از تخریب قطعات فقط از روش ماورای‌صوت استفاده شده است. سپس هر سه طرح در نرم افزار اجزای‌محدود سیموفکت ولدینگ مدل‌سازی شده و نتایج حاصل از آن با اندازه گیری تجربی دما و تنش پسماند مقایسه شده است. مقایسه نشان میدهد مقادیر عددی و اندازه گیری تجربی تطابق خوبی با یکدیگر دارند و نتایج مدل های المان‌محدود دارای اعتبار میباشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که تغییر هندسه طرح اتصال موجب تغییرات قابل توجه در توزیع و مقدار بیشینه تنش پسماند عرضی میگردد، ولی اثر چندانی در بیشینه تنش پسماند طولی ندارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Study the effect of weld configuration geometry to distribution of residual stress in the welded parts of stainless steel

نویسندگان English

Ebrahim Nateghi 1
Abdolhamid Gorji Volukola 2
چکیده English

In multi-pass groove welding, residual stress distribution, value and associated distortion are dependent on several factors, including the welding process-dependent parameters, mechanical properties of materials and fixtures. In present study, temperature distribution of three welding processes with different geometric designs are registered by the K type thermocouple. Each of the samples contains the same thickness of stainless steel plate A316 that was welded based on welding procedure specification with gas tungsten arc welding method with groove corner joints single bevel without gap and bevel face, single and double bevel with gap and bevel face. Created residual stress on a sample was initially measured by nondestructive ultrasonic transverse waves method. After cutting the vertical part (plate without Groove), for hole drilling device installation purposes, aforementioned stress was measured by the semi-destructive hole drilling method. While for two other geometrical designs only ultrasonic method has been used to prevent parts destruction. All three aformentioned designs were modeled in Simufact.welding finite element code (FE) and results were compared with experimental temperature and residual stress measurements. The comparison shows that experimental measurements and numerical values match well with each other highlighting a reasonable validation of finite element models resutls. Current research results show that changing the geometry of the weld configuration have a significant effect on changes in the distribution and maximum value of transvers residual stress, but trivial influence on maximum longitudinal residual stress.

کلیدواژه‌ها English

Joint Configuration
Residual Stress
Holedrilling
Finit element
Ultrasonic transvers wave method