پیشبینی تنشهای پسماند و کرنشهای الاستیک-پلاستیک در جوشکاری لیزری سوراخ کلیدی دیسک غیر همجنس مس و فولاد زنگ نزن ۳۰۴

شبیه سازی جوشکاری برای اتصال فلزات غیر همجنس به دلیل پیچیدگی های زیاد حین فرآیند به وسیله مدلسازی عددی توسعه چشمگیری یافته است. در این پژوهش فرآیند جوشکاری لیزر پیوسته دیسک جهت اتصال غیر همجنس فولاد زنگ نزن ۳۰۴ به مس شبیه سازی شده است. برای این منظور مدلسازی جهت تخمین توزیع دما، پیش بینی هندسه و ابعاد سطح مقطع جوش شامل حوضچه جوش و ناحیه متاثر از حرارت با استفاده از توزیع شار حرارتی ترکیبی با کمک نرم افزار آباکوس و سابروتین نویسی دیفلاکس با زبان فرترن پیشنهاد میگردد. پارامتر های خروجی اتصال جوش از جمله توزیع دما، توزیع کرنش های الاستیک-پلاستیک، هندسه جوش و تنش های پسماند مورد بررسی قرار گرفتند. خروجی های شبیه سازی با مقایسه نتایج آزمایشگاهی گزارش شده سایر محققان برای سه پارامتر در سه سطح اعتبارسنجی شده است. خروجیهای مدل منبع حرارتی پیشنهادی با مقادیر اندازهگیری شده تجربی به خوبی تطابق داشته و دقت مدل عددی پیشنهادی را برای جوشکاری لیزری غیر همجنس نشان می دهد. مس به دلیل داشتن ضریب هدایت حرارتی بالاتر حین فرآیند و نیز پس از سرد شدن، حرارت بیشتری را از خود عبور داده و در نتیجه ناحیه متاثر از حرارت به دلیل پایینتر بودن دما در ناحیه مرکزی جوش، کوچکتر بوده و کرنش پلاستیک به طور میانگین در کل عرض مدل برای مس تقریبا ۶۰ درصد یشتر از فولاد میباشد. پس از سرد شدن، تنش های پسماند طولی در ناحیه مرکزی برای هر دو جنس کششی بوده که به دلیل بالاتر بودن ضریب انبساط حرارتی فولاد نسبت به مس اندازه تنش ها نیز ۲۳ درصد در مرکز جوش بزرگتر هستند.

Keywords:

جوشکاری لیزر دیسک پیوسته , روش المان محدود , اتصال نامتجانس , تحلیل حرارتی-مکانیکی , تنش پسماند , توزیع کرنش الاستیک -پلاستیک