بررسی پارامترهای مؤثر بر توزیع حرارت و تنشهای پسماند جوشکاری

چکیده

در این مقاله تأثیر برخی از پارامترهای تأثیرگذار در ایجاد تنشهای پسماند در فرایند جوشکاری تا حد ممکن بررسی شده است و روشهایی نیز جهت کاهش تنشهای پسماند ارائه شده است. قابل ذکر است با دانستن این تأثیرات می توان مدل بهتری ارائه داد و یا مدل های ارائه داده شده مختلف را بهینه سازی کرد. در حالت کلی می توان بهینه سازی تنشهای پسماند در جوشکاری را به دو بخش تقسیم کرد که بخش اول بهینه سازی روشهای محاسبه دما و تنشهای پسماند جهت بدست آوردن جواب دقیق تر و بخش دوم بهینه سازی روشهای جوشکاری برای کاهش تنشهای پسماند می باشد. در بخش اول تأثیر ضرایبی مانند اثرضریب پخش، اثر بازده حرارتی، اثر ضرایب انتقال حرارتی، و تعیین دو بعدی یا سه بعدی مدل حرارتی، اثر نرخ سردشدگی، توزیع حرارت و تأثیر سخت گردانی و نیز تأثیر تنش تسلیم بررسی شده است. در بخش دوم نیز اثر پیش گرم کردن، اثر عملیات حرارتی بعد از جوشکاری و یا اثر منابع حرارتی ثانویه که در اطراف منبع حرارتی جوش حرکت کند بر توزیع حرارت، توزیع تنشهای پسماند و توزیع اعوجاجها نشان داده شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the Effective Parameters for Temperature Distribution and Residual Stresses in Welding Process

چکیده [English]

This paper discusses about some effects of the major parameters that contribute to the formation of residual stresses in the welding process and provides some methods to reduce this stresses. It should be mentioned that the proper understanding of these effects help in establishing better models or optimization of different proposed models. In general, one can optimize the residual stresses of welding process in two ways: first optimizing the temperature calculation methods and residual stresses to obtain more exact solutions; and second optimizing the welding methods to reduce the residual stresses. The first part considers the effect of some coefficients such as diffusion coefficient, thermal efficiency and conductivity, and the effects of cooling rate, temperature distribution, hardening and yield stress as well as two- or three- dimensional determination of the thermal model. However, the second part, discusses about the effects of preheating, heat treatment after welding or the effect of secondary heat resources moving around the welding heat resource on temperature distribution, residual stresses distribution, and distortions distribution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optimization
  • Residual stresses
  • Distortion
  1. Rahmati.A, "Simulation and Optimization of Residual Stresses in Fusion Welding by Finite Element Method", ”, M.S.C Thesis, A.U.T., Tehran, April 2007.
  2. Brik-Sørensen.M, “Simulation of Welding Distortions in Ship Section”, Industrial Ph.D. Thesis , Odense Steel Shipyard Ltd, April 1999. 
  3. Vitooraporn.Ch, “Experimental and Analytical Study on Reduction of Residual Stresses and Distortion During Welding in High Strength Steel”, P.H.D Thesis, M.I.T., January 1990.
  4. Adams.C.M, “Cooling Rates and Peak Temperatures in Fusion Welding”, Welding Journal, Pages 210s-215s, Welding Research Supplement , May 1958.
  5. Song. J, “Modeling and Optimization of   Welding Residual Stress”, Ph.D Thesis, ThePennsylvaniaStateUniversity, December 2004.
  6. Greene.T.W and Holzbaur.A.A, “Controlled Low-Temperature Stress Relieving”, Welding Journal , Vol.25, PP.1715-1855, March 1946.
  7. Kou.S, "Welding Metallurgy" , Second Edition,  John Wily & Sons,2003.
  8. Lee.H and Nakamura.H and Koyabashi.H,  “Utilization of Thermo-Elasto-Plastic analysis of Welding Eigenstrain for Improvement of the Bead Flush Method”. Engineering Fracture Mechanics, Vol. 71, PP. 2245–2255, 2004.