بررسی اثر هندسه لبه های جوش بر تنش های پسماند در جوشکاری تعمیری لوله های فولاد کربنی

در این مقاله رفتار مکانیکی- حرارتی فرآیند جوشکاری تعمیری ذوبی برای تعیین میزان اثر هندسه لبه ی جوش بر اندازه و توزیع تنش پسماند در جوشکاری تعمیری لوله های فولاد کربنی تجزیه و تحلیل شده است. از این رو یک زیربرنامه موثر و کارآمد در یک مدل المان محدود تایید شده جهت در نظرگرفتن اثرات تبدیل فاز در تحلیل عددی توسعه داده شده است. برای تایید مدل از داده های تجربی جوشکاری تعمیری لوله های فولاد کربنی که با روش کرنش سنجی سوراخ بدست آمدند استفاده شده است. ارتباط خوبی بین نتایج المان محدود و داده های تجربی بدست آمد. نتایج نشان داد روش محاسباتی توسعه یافته در این مطالعه یک روش موثر جهت پیش بینی تنشپسماند در جوشکاری تعمیری مورد نظر است. اثر شکل شیار جوش و فاصله گشودگی ریشه روی تنش های پسماند جوشکاری تعمیری در لوله های تعمیر شده با استفاده از مدل المان محدود حاضر مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش زاویه شیار جوش و فاصله گشودگی ریشه در لوله فولاد کربنی منجر به بالا رفتن تنش های پسماند محوری فشاری در سطح داخلی و تنش های پسماند محوری کششی در سطح خارجی می شوند. همچنین در سطوح داخلی و خارجی اتصال جوش ترمیمی، زاویه شیار و گشودگی ریشه روی تنش های پسماند محیطی اثر قابل توجه و مهمی ندارد. با افزایش زاویه شیار و گشودگی ریشه جوش تعمیری، اندازه تنش های محوری فشاری در سطح داخلی بترتیب 30 و 20 درصد افزایش و تنش های محوری کششی در سطح خارجی منجر به افزایش 25 درصدی تنش ها شده است.

Keywords:

تنش های پسماند , شکل شیار , گشودگی ریشه , تحلیل اجزای محدود