شبیه‌سازی المان محدود اثر جریان پالس دوم بر توزیع دما و اندازه دکمه جوش در جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای فولاد TRIP1100
محورهای موضوعی : فرآیندهای شبیه سازی
حمید اشرفی
1
(دانشکده مهندسی شیمی و مواد، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران)
ایمان حاجیان نیا
2
(گروه مواد و متالورژی، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران)
کلید واژه: شبیه‌سازی, جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای, فولاد TRIP, قطر دکمه جوش,
چکیده مقاله :
در این پژوهش به شبیه‌سازی اثر جریان پالس دوم جوشکاری بر توزیع دمایی و اندازه دکمه جوش در جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای فولاد استحکام بالای TRIP1100 به روش المان محدود پرداخته شد. در ادامه، اثر جریان پالس دوم بر اندازه و ریزساختار دکمه جوش و همچنین خواص مکانیکی جوش‌های مقاومتی نقطه‌ای فولاد ذکر شده به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. توزیع دمایی، ابعاد دکمه جوش و سیکل‌های گرمایش و سرمایش آن حین جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای توسط شبیه‌سازی پیش‌بینی شدند. با توجه به سیکل‌های دمایی حاصل از شبیه‌سازی و نمودار استحاله در سرد شدن پیوسته فولاد، ریزساختار دکمه جوش در تمام جریان‌های جوشکاری به صورت تمام مارتنزیتی پیش‌بینی شد. نتایج شبیه‌سازی مطابقت خوبی را با نتایج تجربی از خود نشان داد. مشاهده شد که با افزایش جریان پالس دوم، قطر دکمه جوش به شکل لگاریتمی افزایش می‌یابد. همچنین، ریزساختار دکمه جوش در تمام نمونه‌ها به صورت تمام مارتنزیتی بود. ارزیابی خواص مکانیکی نمونه‌های جوشکاری شده توسط آزمون کشش برشی نشان داد که بیشینه نیرو در این آزمون با افزایش قطر دکمه جوش افزایش می‌یابد. با این وجود، انرژی شکست با افزایش قطر دکمه جوش‌ها کاهش یافت.
In this study, simulation of the effect of the second pulse current on temperature distribution and nugget size of TRIP1100 steel during resistant spot welding was performed by finite element method. Then, the effect of the second pulse current on the weld nugget size, weld nugget microstructure and mechanical properties of the resistant spot welds of the above-mentioned steel was experimentally investigated. Temperature distribution, weld nugget dimensions and heating and cooling cycles during resistant spot welding were predicted by simulation. Based on the simulated thermal cycles and continuous cooling transformation diagram of the TRIP1100 steel, a fully martensitic microstructure was predicted for the weld nugget in all currents. A good agreement was obtained between the simulated and experimental results. It was observed that the nugget diameter logarithmically increases with increasing the second pulse current. Furthermore, the microstructure of weld nugget in all samples was fully martensitic. Assessment of the mechanical properties of the welded samples by shear tension test demonstrated that the maximum load increases with increasing the weld nugget diameter. Nevertheless, the fracture energy decreased with increasing the nugget diameter.
_||_