تحلیل حرارتی و مکانیکی جوشو راه های کاهش تنش های پسماند ناشی از جوشکاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

تنش­های پسماند ناشی از جوشکاری در بعضی از موارد مقادیر بسیار بالایی دارند و علاوه بر کاهش مقاومت قطعات جوش داده شده، می توانند باعث ایجاد ترک در جوش شوند. برای محاسبة  این تنش ها لازم است که ابتدا یک تحلیل حرارتی برای بدست آوردن گرادیان حرارتی و سپس یک تحلیل مکانیکی از وضعیت حرارتی موجود به عنوان بارگذاری انجام شود. در این مقاله با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ANSYS و انجام تحلیل حرارتی و مکانیکی جوش، تاثیر بعضی از پارامترها در جوشکاری مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه محاسبات انجام شده نشان می دهد که کم کردن سرعت جوشکاری در کاهش تنش های پسماند تاثیر چندانی ندارد، اما پیش گرمایش می تواند باعث کاهش تنش ها به میزان بیش از 20 درصد گردد. رعایت ترتیب مناسب در اجزای لایه های جوشکاری نیز می تواند تا 25 درصد مقادیر تنش ها را کاهش دهد. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Thermal and Mechanical Welding Analysis and Decreasing Methods of Welding Residual Stresses

نویسندگان [English]

  • F. Shahabiyan
  • M. Mesbah
چکیده [English]

In welding process, stresses after cooling, which remain in body, are called residual stresses. Sometimes, the magnitude of stresses is high and reduces the strength of welded pieces, moreover, they cause crack in the weld. To predict welding residual stresses, it is necessary to do thermal and mechanical analysis.
In this paper, some parameters which influence the welding using ANSYS software are investigated. Results show that even by decreasing the travel speed of torch, it makes no differences in the amount of residual stresses, but preheating causes decreasing the produced stresses about 22 percentages. Suitable welding sequences also, decreases residual stresses up to 25 percentages.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Welding Residual Stresses
  • Welding Residual Distortions
  • Thermal and Mechanical Welding Analysis

مراجع

[1]Tekrival, P.; Stitt, M.; Mazumdwr, J.; “Finite Element Modeling of Heat Transfer for Gas Tungsten Arc Welding”, Metal Construction, p.p. 599-606, Oct 1996.
[2]Hibbit, D. and Marcal, V.; “A Numerical Thermo- Mechanical Model for the Welding and Subsequent Loading”, Computers and Structures, Vol. 3, p.p.1145-1173, 1978.
[3]DeGarmo, E. P.; Meriam, J. L. and Johanssen, F.; "The Effect of Weld Length Upon the Residual Stresses of Unstrained butt welds", Welding Journal, Vol. 25,pp.325-338, 1978.
[4]Anderson, B., ”Thermal Stresses in a Submerged Arc  Welded Joint Considering Phase Transformatons”,Welding Research Council Bulletin 367, 1979.
[5]Rybicki, E. and Mishler, h. w.; “A Finite Element Model for Residual Stresses and Deflections in Girth Butt Welded Pipe”, Welding Research Council Bulletin 377,1980.
[6]Anderson, B. and Karllson, L.; “Thermal Stresses in  Large Butt-Welded Plates”, Thermal Stresses Journal,Vol. 4, pp.491-500, 1981.
[7]Olden, E. and Leggatt, R.; "Modelling of Residual Stresses of Girth Welds in Pipes ", Journal of Welding Institute, p.p.65-71, June 2000.
[8]Teng, T. L.; Chang, P. H. and Tseng, W. Ch.; "Efect of Welding Sequences on Residual Stresses ", Journal of Chung Cheng Institute of Technology, p.p.19-30, May2002.
[9]Liu, S. X. and Chan, C. J.; “Simulation of Residual Stresses in a V-groove Welding”, Institute of Physics Publishing, p.p. 235-244, April 2004.
[10]ASTM,“Specification for Structural Steel“,American Society for Testing and Materials, 1988.
[11] طاحونی، ش؛ راهنمای جوش واتصالات جوش، دفتر تدوین و  ترویج مقررات ملی ساختمان، نشر توسعه ایران، تهران، 1380

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار