بررسی نحوه تاثیر خواص ورق بر شبیه سازی جوش مقاومتی نقطه ای آلیاژ منیزیم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه زنجان

2 استادیار دانشگاه زنجان

3 مهندسی خودرو، دانشگاه صنعتی سلطنتی سوئد، استکهلم

چکیده

هدف از این مطالعه بررسی نحوه تاثیر خواص مکانیکی و حرارتی آلیاژ منیزیم AZ61 بر روی نتایج حاصل از مدل المان محدود جوش نقطه‌ای مقاومتی می‌باشد. جوش نقطه‌ای مقاومتی فرآیندی پیچیده و شامل پدیده‌های مختلف از قبیل مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و متالورژیکی می‌باشد که شبیه سازی این فرآیند را سخت و مشکل ساخته است. در مطالعات مختلف جهت افزایش دقت مدل المان محدود این فرآیند توصیه به استفاده از خواص وابسته به دمای ورق شده است. اما دستیابی به این خواص همیشه امکان پذیر نبوده و تست‌های تجربی اندازه گیری آن بسیار پرهزینه و زمانبر می‌باشد. در این مطالعه خواص حرارتی-مکانیکی و پارامترهایی چون رسانایی تماسی الکتریکی و حرارتی ورقهای جوش نقطه‌ای داده شده به صورت تجربی اندازه گیری شده و در مدل المان محدود کوپل الکتریکی–حرارتی–مکانیکی جهت پیش بینی توزیع تنش‌های پسماند و اندازه دکمه جوش مورد استفاده قرار گرفته است. خواص حرارتی–مکانیکی، رسانایی تماسی الکتریکی و حرارتی در سه سطح ثابت، خطی و وابسته به دما برای بررسی تاثیر آن‌ها بر روی دقت مدل المان محدود در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد تعریف کلیه خواص اتصال بصورت وابسته به دما در مدل المان محدود ضروری نبوده و تنها خواص: رسانایی حرارتی، مقاومت ویژه الکتریکی و رسانایی تماسی الکتریکی برای افزایش قابلیت اعتماد مدل باید وابسته به دما تعریف شوند. همچنین برای بهبود دقت مدل توصیه می‌شود خواص تنش تسلیم و مدول الاستیسیته بصورت خطی در نظر گرفته شده و سایر پارامترها را می‌توان بصورت ثابت در مدل المان محدود تعریف کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of material properties on simulation of Mg alloy resistance spot welding process

نویسندگان [English]

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

The main purpose of this study is investigation the effects of mechanical and thermal properties on accuracy of finite element model in resistance spot welding of AZ61 Mg alloy. In this study temperature dependent thermo-mechanical properties of AZ61 Magnesium alloy sheets and also thermal and electrical contact conductance (TCC and ECC) have been experimentally determined to use in a coupled electrical-thermal-mechanical finite element (FE) model in order to predict distribution of residual stresses and nugget size in resistance spot welding (RSW) process. The thermo-mechanical properties, TCC and ECC have been employed in FE model as: constant, linear and temperature dependent to investigate the effects of these parameters on accuracy of the FE model. In addition, different welding parameters such as welding current, welding time and electrode force have been used in FE model to achieve different nugget size. The results showed that thermal conductivity, electrical resistivity and ECC have significant effect on nugget size and also yield stress and elastic modulus have important influence on distribution of residual stresses. Therefore, the thermal conductivity, electrical resistivity and ECC for prediction of nugget size and also the yield stress and young modulus for prediction of distribution of residual stresses should be assumed to be temperature dependent and linear, respectively. Moreover, remaining thermo-mechanical properties can be taken as constant.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Resistance spot welding
  • Finite element model
  • AZ61 Mg alloy
  • ECC
  • TCC