بهینه سازی پارامترهای فرآیند جوشکاری نقطه ای مقاومتی آلیاژ منیزیم AZ61

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه زنجان

2 دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

3 مهندسی خودرو، دانشگاه صنعتی سلطنتی سوئد، استکهلم

چکیده

هدف از این مطالعه بهینه سازی عملیات جوشکاری نقطه ای مقاومتی آلیاژ منیزیم AZ61 جهت دستیابی به بیشینه اندازه دکمه جوش و کاهش تنش های پسماند کششی در منطقه جوش می باشد. از آنجاییکه پایداری و استحکام یک سازه جوشکاری شده بشدت به ابعاد دکمه جوش و تنش های پسماند ناحیه اتصال وابسته است؛ در این مطالعه با استفاده از ترکیب شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک پارامترهای وروی عملیات جهت دستیابی به حداکثر اندازه دکمه جوش و کمترین تنش های پسماند کششی در ناحیه اتصال بهینه سازی شده اند. در این مطالعه عملیات جوش نقطه ای مقاومتی به وسیله یک مدل المان محدود دوبعدی متقارن کوپل مکانیکی - الکتریکی- حرارتی شبیه سازی شده است. از مدل المان محدود به منظور پیش بینی ابعاد دکمه جوش و میزان تنش های پسماند موجود در ناحیه اتصال استفاده شده است. به منظور اعتبار سنجی مدل، نتایج آن با نتایج حاصل از آزمایش های تجربی مقایسه شده و نتایج بدست آمده نشان داد که مدل المان محدود دارای قابلیت مطلوبی می باشد. مولفه های ورودی جهت بهینه سازی عبارتند از: شدت جریان الکتریکی، مدت زمان جوشکاری و نیروی الکترود. نتایج بدست آمده نشان می دهد که از ترکیب شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک می توان برای بهینه سازی این فرآیند جوشکاری استفاده نمود. همچنین حداکثر قطر دکمه جوش 33/6 میلیمتر و حداقل تنش پسماند کششی 228 مگاپاسکال با در نظر گرفتن شدت جریان 16 کیلو آمپر، زمان جوشکاری 16 سیکل و نیروی الکترود 848 نیوتن بعنوان جواب بهینه بدست آمده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of welding parameters in resistance spot welding of AZ61 Mg alloy

نویسندگان [English]

  • Davood Afshari 1
  • Ali Ghaffari 2
  • Zuheir Barsoum 3
1 Narmak
2 Faculty of Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran
3 Faculty of Vehicle Engineering, KTH, Stockholm, Sweden
چکیده [English]

The main purpose of this study is optimization of resistance spot welding of AZ61 Mg alloy to achieve maximum nugget size and minimum tensile residual stresses in welding area. Since the stability and strength of a welded structure is strongly dependent on the nugget size and the residual stresses, an integrated artificial neural networks and genetic algorithm is utilized to optimize the welding parameters. In this study, the resistance spot welding process is simulated by a 2D fully coupled structural-electrical-thermal finite element model. The finite element model is developed to predict of the nugget size and the residual stresses in the welding area. In order to validate the FE model, the results are compared with the obtained results from the experimental tests. The results show that the FE model has a good agreement with the experimental tests. The input parameters for optimization are: electrical current, welding time and electrode force. The results show that the integrated optimization algorithm is successful in determining the optimized welding parameters. Based on the optimization results, the maximum nugget size 6.33 mm and the minimum tensile residual stress 228 MPa are achievable by using 16kA, 16 Cycles and 848 N as current, welding time and electrode force respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Resistance spot weld
  • optimization
  • Residual Stress
  • Nugget
  • Finite Element