بررسی میدان دما و ریزساختارفولادهای کم کربن وکربن متوسط درجوشکاری smaw وsaw توسط شبیه سازی کامپیوتری و مقایسه آن با نتایج تجربی

از آنجایی که کار آزمایشگاهی زمان بر و پرهزینه می باشد، با استفاده از شبیه سازی عددی می توان به مدل- سازی وتعیین میدان دما و حتی ریزساختار فولاد درجوشکاری پرداخت. درجهت نیل به این هدف دراین پایان نامه میدان دما و ریزساختار وتنش پسماندونیزتنش پسماندبالحاظ تغییرات حجمی ناشی ازتغییرات فازی حالت جامد (تغییرفازآستنیتی ومارتنزیتی) درجوشکاری دونوع فولاد بادرصدکربن کم (st37،ck15) و متوسط (ck45) به دوروش جوشکاری قوسی الکترودروپوش دار(smaw)و زیرپودری (saw)ودردونوع تک پاسه ودوپاسه توسط شبیه سازی کامپیوتری موردمقایسه قرارگرفته است .بدین ترتیب که پس از یافتن میدان دماوتنش پسماند وتغییرمکان توسط نرم افزارآباکوس مطابق برنامه ای(به زبان فرترن) که به آن داده شده، حتی الامکان با نتایج آزمایشگاهی (درموردمیدان دمایی) ویانتایج بدست آمده ازمقالات معتبر(درموردتنشهای پسماند) مقایسه انجام شده است. دراین راستابه بررسی تفاوت درمیدان دمایی وتنشی دردوروش جوشکاری مذکوروحالت تک پاسه و دوپاسه ونیزتحلیل تاثیرمقداردرصدکربن برریزساختارناشی ازمیدان دما در دو نوع جوشکاری پرداخته شده است. به منظور اعمال شار حرارتی ناشی از حرکت الکترود و انتقال حرارت با محیط از دو زیر برنامهdflux و film به زبان فرترن در محیط نرم افزار آباکوس استفاده شده و توزیع شار حرارتی ناشی ازقوس الکتریکی جوشکاری به فرم دو بیضوی گلداک با اعمال گرمای نهان ذوب و به صورت 100? حجمی در زیربرنامه متناظر لحاظ شده است. درمورد تعیین میدان تنش پسماند وتغییرمکان به منظور اعمال اثر تغییرات حجمی ناشی از استحاله ی فازی از زیر- برنامه به زبان فرترن uexpan در محیط نرم افزار آباکوس استفاده شده و درهردو روش ونیز هردو حالت ازجوشکاری تنش پسمانددراین حالت با تنش پسماند درحالتی که بدون لحاظ کردن تغییرات حجمی ناشی ازاستحاله فازی محاسبه شده، موردمقایسه قرارگرفته است. به جهت اعتبار بخشی به نتایج تنشهای پسماندبه وجودآمده این نتایج بانتایج مقاله ای از دنگ مورد مقایسه قرارگرفته است. نتایج شبیه سازی میدان دمایی تطابق بسیارخوبی را ازلحاظ مقدارماکزیمم و مقداردما درهر لحظه نشان می دهد. درموردنتایج مدل سازی تنش پسماند، ذکراین نتایج کلی لازم است که درفولاد کم کربن (ck15) وبه دلیل درصد کربن کم (که تاثیرخودرابرخواص الاستیک وپلاستیک می گذارد) لحاظ کردن تغییرات فازی تاثیرچندانی برتنشهاوتغییرمکانهای بدست آمده نداشت وبرای فولادمتوسط کربن ((ck45 ودرحالت جوشکاری یک پاسه در نظر گرفتن اثر تبدیل آستنیت به مارتنزیت، دربرخی نواحی علاوه بر کاهش قابل توجه مقادیر تنش پسماند باعث شد در برخی از نقاط تنش پسماند کششی به تنش پسماند فشاری تبدیل شودو دربرخی نواحی درجهت برعکس عمل کرده وتنشهای کوچک رابه تنشهای بزرگ وقابل توجه تبدیل کندکه تمهیدات لازم وخاص خودرا می طلبد. درحالت جوشکاری دوپاسه به علت درصد مارتنزیت کمتربه وجودآمده، درمقدارتنشها وتغییرمکانها تغییرات کمتری دیده شد.