مدلسازی و مدل دوم
شکل 1-3 انواع جوش مورد استفاده در اتصالات ]1[.
1-2-4 جوش شیاری
Widget not in any sidebars
برای اتصال دو لبه به صورت لببهلب از جوش شیاری استفاده میشود. در صفحات نازک (ضخامت کمتر از 3 میلی‌متر) احتیاجی به آمادهسازی لبهها نیست؛ اما در صفحات ضخیم برای نفوذ کامل جوش احتیاج به آمادهسازی لبههای قطعه کار است. جوش شیاری میتواند به دو صورت یک طرفه و دو طرفه انجام شود. در شکل 1-4 انواع آمادهسازی لبه نشان داده شده است.
شکل 1-4 انواع آمادهسازی لبه ]1[.
1-3 جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود روکشدار
در این روش گرمای مورد نیاز برای جوشکاری از قوس الکتریکی به وجود آمده بین الکترود و قطعه کار حاصل میشود. نوک الکترود، حوضچهی جوش مذاب، قوس و موضع جوش بر روی قطعه کار توسط گاز محافظ حاصل از تجزیه و احتراق پوشش الکترود محافظت میشود؛ اما محافظت حاصل از این گاز، نسبت به روش‌های GTAW و GMAW به خاطر عدم جریان مناسب گاز محافظ، کامل نبوده و محافظت اضافی از حوضچهی مذاب توسط سربارهی مذاب انجام میشود.
شکل 1-5 جوش قوس الکتریکی با الکترود روکشدار ]2[.
تجهیزات مورد استفاده در این روش منبع تغذیه، انبر جوشکاری، کابلهای اتصال و الکترود است. الکترودهای مورد استفاده در این روش دارای ترکیبهای شیمیایی بسیار متفاوت از مغزهی فولادی و همچنین انواع بسیار متنوعی از نظر وزن و جنس روکش میباشند. ضخامت قطعه، وضعیت جوشکاری و نوع اتصال، تعیین‌کننده قطر الکترود میباشند. فرم کلی نامگذاری الکترودها به صورت EXX(X)XX است. حرف E نشان‌دهنده‌ی الکترود است، دو (یا سه) رقم اول نشان‌دهنده‌ی حداقل استحکام کششی فلز جوش بر حسب ksi (کیلوپوند بر اینچمربع)، رقم بعدی نشان‌دهنده‌ی وضعیت جوشکاری است، رقم 1 مناسب برای جوشکاری در تمام وضعیتها، 2 برای جوشکاری در وضعیتهای تخت و افقی و 4 برای کلیه حالتها به جز عمودی سر بالا است. رقم آخر به جنس پوشش و قابلیت به‌کارگیری آن بستگی دارد، همچنین نوع جریان قابل‌استفاده را مشخص میکند. تجهیزات مورد استفاده در این روش در شکل 1-5 نشان داده شده است ]2[.
1-4 ساماندهی پایاننامه
در این پایاننامه به فرآیند جوشکاری، تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری و بررسی اثر تنشهای پسماند در صفحات دارای بازشو و سختکننده پرداخته میشود. فصل اول به معرفی جوش، اتصالات جوشی و روش‌های جوشکاری اختصاص دارد. در فصل دوم، نحوه استخراج معادلات حاکم بر رفتار حرارتی و مکانیکی جوش و علل شکلگیری تنشها و تغییرشکلهای پسماند در فرآیند جوشکاری تشریح میگردد. در فصل سوم، پیشینه تحقیق در مورد جوشکاری، تنشها و تغییرشکلهای پسماند ناشی از آن مورد بررسی قرار میگیرد. در فصل چهارم، چگونگی مدلسازی فرآیند جوشکاری، راستیآزمایی و نحوه استخراج تنشهای پسماند با استفاده از نرمافزار ANSYS شرح داده میشود. در فصل پنجم، ابتدا به تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری در صفحات دارای بازشو پرداخته میشود و در ادامه، اثر تنشهای پسماند بر رفتار این صفحات مورد تحلیل و بررسی قرار میگیرد. در فصل ششم به تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری در صفحات دارای سختکننده پرداخته میشود. در فصل هفتم، نتیجهگیری و پیشنهاد برای پژوهشهای آینده آورده میشود.
فصل دوم
تحلیل حرارتی و مکانیکی جوش
م
2-1 پیشگفتار
برای مدلسازی یک جوش دو روش وجود دارد. اولین روش، کوپل مستقیم است که در آن برای مدل کردن جوش از یک جزء که توانایی تحلیل حرارتی و مکانیکی را به صورت توأم دارد، استفاده میشود. روش دوم روش غیر کوپل است که در آن دو تحلیل جداگانه صورت می‌پذیرد. ابتدا یک مدل حرارتی ایجاد شده و یک تحلیل انتقال حرارت انجام میشود. چون گرمایش در فرآیند جوشکاری موقتی است و محل و مقدار این گرما با توجه به زمان تغییر میکند، لذا این تحلیل حرارتی باید یک تحلیل گذرا باشد و چون مقادیر داده‌های مسئله با توجه به تغییرات حرارتی در قطعه تغییر می‌کنند، لذا تحلیل حرارتی مذکور یک تحلیل ناخطی است. از این تحلیل، تاریخچه دمایی تعیین میگردد. مدل دوم که از نتایج تاریخچه دمایی به دست آمده از تحلیل اول به عنوان بار حرارتی استفاده میکند، یک تحلیل مکانیکی است که تنشهای پسماند و تغییرشکلهای ناشی از جوش را به دست می‌دهد.
در این فصل به مبانی تحلیل حرارتی و مکانیکی پرداخته میشود.