بررسی میدان حرارتی در جوشکاری قوس الکتریک

چکیده جوشکاری از مهمترین و پر کاربردترین روشها برای ایجاد اتصال دائمی بین قطعات به ویژه فلزات است. به کار گیری جوشکاری توسط بشر از قدمت دیرینه ای برخوردار است و طی سالیان گذشته روشهای متنوعی برای جوشکاری ابداع شده است. تاریخ تکنیک های جوشکاری به اواخر قرن19و اوایل قرن بیستم برمی گردد. اخیرا 3 جنبه از جوشکاری بیشتر مورد بررسی و تحلیل اند قرار گرفته اند:1- کاهش استحکام فلز پایه و استحاله های فازی بعد از عملیات جوشکاری 2- وجود تنشهای پسماند در سازه تحت جوشکاری 3- اتوماسیون عملیات جوشکاری. بررسی میدان حرارتی ناشی از جوشکاری از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا با مشخص بودن دقیق این میدان حرارتی، بررسی، محاسبه و پیش بینی دیگر پدیده ها نظیر تنشهای پسماند، استحاله های فازی و اعوجاج بسیار آسان خواهد بود. هدف در این مطالعه بررسی میدان دمایی به روش bead on plate در جوشکاری قوس الکتریک با الکترود پوشش دار e6013 است. در این تحقیق،ابتدا توسط نرم افزار abaqus پروسه جوشکاری مدل می شود.این مدلسازی مربوط به جوشکاری یک پاسه بوده و در دو مرحله زمانی(step)صورت گرفته که شرایط اولیه اعمال شده در نرم افزار همان شرایط حاکم در محیط آزمایشگاه می باشد.مرحله زمانی اول مربوط به زمان انجام جوشکاری ومرحله زمانی دوم مربوط به 345 ثانیه فرصت برای سرد شدن تدریجی منطقه متاثر از گرما(heat affected zone) است.برای اعمال بار حرارتی در نرم افزار از یک زیر برنامه که توسط زبان برنامه نویسی visual fortran نوشته شده، استفاده می شود.همچنین برای مدل کردن حوضچه مذاب از دو روش کروی وبیضیوار دوتایی استفاده شده است. برای توزیع شار در حوضچه مذاب از تابع گاوس استفاده شده و پارامترهای بیضیوار جلویی و عقبی حوضچه مذاب از روی مشاهدات آزمایشگاهی انتخاب شده اند. اثرات تشعشع و انتقال گرما بصورت جابجایی،بصورت کلی در ضریب انتقال حرارت جابجایی(h) در نظر گرفته شده است.و مشخصات جنس فلز پایه بصورت تابعی از دما در نرم افزار تعریف شده است.