مقایسه تجربی و عددی اثرات تغییرات فازی و جوشکاری ناهمراستا در تنش های پسماند در جوشکاری لوله های گازی با استفاده از فیلر LTT

Abstract

در جوشکاری قوس الکتریکی، حرارت ناشی از قوس، باعث ایجاد انبساط و انقباض غیر یکنواخت در جوش و مناطق اطراف آن می‌شود. انبساط و انقباض غیر یکنواخت و تغییر شکل پلاستیک حاصل از آن، منبع اصلی ایجاد اعوجاج و تنش پسماند در سازه‌های جوشی است. توزیع تنش‌های پسماند در یک اتصال جوشی، به عواملی چون حرارت ورودی، سرعت جوشکاری قوسی، خواص مواد، پیش گرمایش، ضخامت قطعه، هندسه شیار و زمانبندی اجرایی جوش بستگی دارد. در این پژوهش یک اتصال سربهسر به وسیله جوشکاری نفوذی با روش‌های تجربی و شبیهسازی المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. اندازه‌گیری تنش‌های پسماند به روش سوراخ‌کاری مرکزی بوده و از نتایج آن برای راستی آزمایی مدل المان محدود توسعه داده شده، استفاده شده است. در مدل المان محدود ایجاد شده از حالت غیرکوپل حرارتی- مکانیکی استفاده گردیده و روش تولد و مرگ المان ها در شبیه سازی مواد پرکننده مورد نظر قرار گرفته است. در شبیه‌سازی انجام شده فرآیند استحاله فازی در نظر گرفته شده و به کمک فیلر LTT معرفی شده، تنش‌های پسماند در جوش تک پاسه 15٪ کاهش در تنش‌های پسماند کششی را نشان می‌دهد. با بررسی تاثیر جوشکاری ناهمراستا در نمونه‌‌ها، میزان تنش‌های پسماند ایجاد‌شده به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد.