شبیه سازی عددی جوشکاری مقاومتی UW به کمک تحلیل الکتریکی - حرارتی اجزای محدود

Abstract

پارامترهای گوناگونی مانند جنس قطعات در حال اتصال، هندسه قطعات، میزان تداخل دو قطعه در حین عملیات جوشکاری و سیکل حرارتی ناحیه جوش، کیفیت اتصالات جوشکاری شده به روش جوشکاری مقاومتی UW را تعیین می نماید. میزان تداخل دو قطعه متاثر از نیروی اعمال شده و سیکل حرارتی ناحیه جوش ناشی از شدت جریان الکتریکی، مدت زمان برقراری جریان و سیکل خنک کاری است. مهمترین پارامترهای موثر و قابل کنترل در این روش جوشکاری سه پارامتر مقدار جریان، مدت زمان اعمال جریان و مقدار نیروی اعمال شده است. در این تحقیق، تاثیر دو پارامتر مقدار جریان و مدت زمان اعمال جریان روی توزیع حرارت در قطعات از طریق یک تحلیل کوپله الکتریکی - حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. یک مدل دو بعدی المان محدود در محیط نرم افزاری برای این کار مورد استفاده قرار گرفته است. طول ناحیه جوش در امتداد درز جوش به کمک نتایج حاصل از تحلیل الکتریکی - حرارتی تعیین شده است. تاثیر مقدار جریان و مدت زمان اعمال جریان روی دمای ناحیه تماس و همچنین طول ناحیه جوش نیز متعاقبا در نظر گرفته شده و مقادیر مناسب برای جوشکاری قطعه مورد آزمایش تعیین شده است. نتایج تحلیل با استفاده از نتایج آزمایشگاهی از طریق مقایسه طول ناحیه جوش با استحکام کششی نمونه های جوشکاری شده اعتبارسنجی شده است. مشاهده گردید که با افزایش طول ناحیه جوش به دست آمده از نتایج شبیه سازی، حداکثر بار کششی متحمله توسط اتصال نیز افزایش می یابد.