تنش پسماند حرارتی در فرآیند جوشکاری لیزری هیبریدی-GMA welding process

Numerical and experimental study of thermally induced residual stress in the hybrid laser–GMA welding process

مطالعه عددی و تجربی تنش پسماند حرارتی در فرآیند جوشکاری لیزری هیبریدی-GMA

ABSTRACT

A model based on a double-ellipsoidal volume heat source to simulate the gas metal arc welding (GMAW) heat input and a cylindrical volume heat source to simulate the laser beam heat input was developed to predict the temperature field and thermally induced residual stress in the hybrid laser–gas metal arc (GMA) welding process. Numerical simulation shows that higher residual stress is distributed in the weld bead and surrounding heat-affected zone (HAZ). Effects of the welding speed on the isotherms and residual stress of the welded joint are also studied. It is found that an increase in welding speed can reduce the residual stress concentration in the as-weld specimen. A series of experiments has been performed to verify the developed thermo-mechanical finite element model (FEM), and a qualitative agreement of residual stress distribution and weld geometrical size is shown to exist.

 

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

مدلی براساس منبع حرارتی حجمی دوبرابر بیضی برای شبیه‎سازی ورودی حرارتی جوشکاری قوس فلز گازی (GMAW) و یک منبع حرارتی حجمی استوانه‎ای برای شبیه‎سازی اشعه لیزر جهت پیش‎بینی میدان دما و تنش پسماند حرارتی در فرآیند جوشکاری قوسی فلز گاز- لیزر هیبریدی تعبیه شده است. شبیه‎سازی عددی نشان می‎دهد که تنش پسماند بیشتر در مهره‎ی جوش و اطراف منطقه متاثر از گرما (HAZ) توزیع شده است. همچنین تاثیر سرعت جوشکاری بر همدمایی و تنش پسماند مقطع جوش نیز مطالعه شده است. مشخص شده که افزایش در سرعت جوشکاری تمرکز تنش پسماند را در نمونه جوشکاری شده کاهش می‎دهد. مجموعه‎ای از آزمایش‎ها به منظور بررسی مدل اجزای محدود ترمومکانیکی (FEM) انجام شد و سازگاری کیفی توزیع تنش پسماند و اندازه هندسی جوش صورت گرفت.