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.

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.