بررسی اثر ترتیب و توالی مسیر جوشکاری بروی تنش‌های پسماند و تغییرشکل‌های ناشی از جوشکاری ناپیوسته محیطی لوله فولادی

Abstract

در این مقاله، عوامل موثر در فرایند جوشکاری و اثرات آن از جمله تنش‌های پسماند در فرایند جوشکاری محیطی یک لوله با استفاده از نرم‌افرار اجزامحدود Abaqus بررسی شده است. تحلیل در دو مرحله حرارتی و مکانیکی صورت گرفت. ابتدا در تحلیل حرارتی، توزیع دما فرایند جوشکاری بدست آمد و سپس از میدان دمایی بدست آمده به عنوان بارگذاری در تحلیل مکانیکی جهت بدست آوردن توزیع تنش‌های پسماند و تغییرشکل‌ها استفاده شد. تاثیر شرایط گوناگون و تغییر پارامترهای مختلف جوشکاری مانند سرعت جوشکاری، حرارت ورودی و ترتیب و توالی مسیر جوشکاری ناپیوسته بر مقادیر تنش پسماند و تغییرشکل‌ها بررسی شد. به‌طوری که با افزایش 50 درصدی سرعت حرکت الکترود، تنش‌های کششی و فشاری محیطی در سطح خارجی لوله دچار بیشترین تغییرات شدند و به ترتیب افزایش 47/43 و 15/15 درصدی را نشان دادند. همچنین افزایش 20 درصدی حرارت ورودی جوش منجر به کاهش 6/2 و 18/18 درصدی تنش‌های کششی و فشاری محیطی در سطح خارجی لوله شد. در نهایت می‌توان گفت یکی از موثرترین راه کارها جهت کاهش اعوجاج های ناشی از جوشکاری ترتیب عملیات جوشکاری است و برای این منظور می‌توان با ناپیوسته کردن مسیر جوشکاری با متقارن کردن حرارت و کاهش گرادیان دمایی مقدار اعوجاج و تنش‌های پسماند ایجاد شده را بیشتر کاهش داد که در این مقاله برای جوش محیطی لوله یک مسیر بهینه نیز ارائه شد.