بررسی اثر پیشگرم بر روی کاهش اعوجاج در جوشکاری فلزات غیرهمجنس فولاد زنگ‌نزن آستنیتی 304 و فولاد کربنی A106-B

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 تربیت مدرس، تهران، ایران

2 گروه مواد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خاتم الانبیا (ص)، تهران

3 مهندسی ساخت و تولید/دانشکده مهندسی مکانیک/دانشگاه تربیت مدرس

4 عضو هیئت علمی دانشکده مکانیک دانشگاه تبریز

چکیده

در این مقاله رفتار مکانیکی- حرارتی فرآیند جوشکاری ذوبی برای تعیین میزان اثر پیشگرم کردن بر اندازه و توزیع اعوجاج و تغییر شکل‌ها در اتصالات غیر‌همجنس تجزیه و تحلیل شده است. از این رو یک زیر‌برنامه موثر و کارآمد در یک مدل المان محدود تایید شده جهت در نظرگرفتن اثرات تبدیل فاز در تحلیل عددی توسعه داده شده است. برای تایید مدل از داده‌های تجربی اتصالات غیر-همجنس که با دستگاه اندازه‌گیری CMM بدست آمدند استفاده شده است. ارتباط خوبی بین نتایج المان محدود و داده‌های تجربی بدست آمد. نتایج نشان داد روش محاسباتی توسعه یافته در این مطالعه یک روش موثر جهت پیش‌بینی اعوجاج در اتصالات غیر-همجنس است. اثر‌‌ پیشگرم کردن بر اعوجاجات جوشکاری در صفحه‌های جوش داده شده بصورت لب به لب با استفاده از مدل المان محدود حاضر مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش دمای پیشگرم، اعوجاج در اتصالات غیر‌همجنس در هر دو طرف فولاد زنگ‌نزن و فولاد کربنی کاهش قابل توجهی می‌یابد. با افزایش دمای پیشگرم از محدوده دمایی خاصی به بعد، اثر پیشگرم روی کاهش اعوجاج در هر دو طرف اتصال کمتر می‌شود. هر چه دمای پیشگرم در اتصال فلزات غیرهمجنس نامتقارن‌تر می‌شود اثر پیشگرم روی کاهش اعوجاج در طرف فولاد کربنی ناچیز ولی در طرف فولاد زنگ‌نزن اثر مهمی دارد. با افزایش یکنواخت دمای پیشگرم، طرف فولاد کربنی نسبت به طرف فولاد زنگ‌نزن بدلیل دارا بودن ضریب هدایت حرارتی بالا اعوجاج حاصل از جوش کمتری دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Application of pre-heating in the reduction of distortion in the dissimilar joints welding SS type 304 and carbon steel A106-B

نویسندگان [English]

  • mehran charkhi 1
  • Gholamreza Faghani 2
  • davood akbari 3
  • Maghohd Shalvandi 4
1 Tarbiat modares university, tehran, iran
2 Department of Mechanical engineering, Khatam-Ol-Anbia(PBU) University, Tehran, Iran
3 tarbiat modares university
4 Mechanical Engineering Faculty, Tabriz University
چکیده [English]

In this paper, thermo-mechanical behavior of the welding process was analyzed to determine the effect of preheating on the distortion magnitude and distribution in dissimilar joints. By using a verified finite element model, an efficient user subroutine was developed to consider the effects of phase transformation. In order to verify the model, experimental data for dissimilar joints, obtained by CMM measuring device method, were utilized. Good agreement was observed between the finite element and experimental data. The results indicated that the developed computational method is an effective tool to predict the distortion of dissimilar weld joints. The present finite element model was developed in a butt-welded plate to consider the effect of the preheating. It was observed that the increasing of the preheating temperature magnitude of distribution decreased on the carbon steel and stainless steel sides. Moreover, by increasing the preheating temperature more than special temperature range the preheating has no meaningful effect on the distortion on the both side of joint. Whatever, the preheating temperature become asymmetric in dissimilar joints, effect of the preheating on the distortion reduction is negligible on the carbon steel side but it has important effect on the stainless steel side. By increasing the preheating temperature invariably the carbon steel side has distortion of welding less than stainless steel side because of that’s high thermal coefficient.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Distortion
  • preheating
  • finite element analysis