جوشکاری با قوس الکتریکی با گاز محافظ خنثی GTAW

 جوشکاری قوس الکتریکی

در سراسر جهان ثاثیر اقتصادی جوشکاری از صد میلیون دلار در سال فراتر رفته است. تکنولوژی جوشکاری در صنایع انرژی ، کشتی سازی ، اتومبیل ، هوافضا و بسیاری از صنایع دیگر مهم است.

درک فرایند های جوشکاری و بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان اتصال های جوشکاری مهمترین هدف تحقیقات در زمینه جوشکاری می باشد. فرایند جوشکاری به واسطه بسیاری از پارامتر ها مانند نوع جوشکاری ، ولتاژ ، جریان ، سرعت ، گاز محافظ و غیره پیچیده میباشد. به منظور توسعه فرایند های جوشکاری باید پارامترهای  عملیاتی فرایند توسط طراحی آزمایش های تجربی و تغییر این پارامتر ها به مقادیر مناسب خود برسند. به دلیل تعداد زیاد پارامترهای موثر بر جوشکاری ، یک مطالعه اینچنینی معمولا ناکارآمد ، هزینه بر و وقت گیر است. همچنین با این روش به سختی میتوان به پارامترهای بهینه موثر بر جوش رسید.

برای غلبه بر این محدودیت ها میتوان از رویکردهای توسعه فرایند جوشکاری با کمک شبیه سازی استفاده کرد. که به طور موثری تعداد ازمایش های عملی مورد نیاز را کاهش میدهد و منجر به صرفه جویی در زمان و هزینه می شود.

درحالیکه توسعه فرایند را برای کاربردهای جدید نیز سرعت میدهند.

اتصال مقاطع فلزی جامد با فرایند های مختلفی انجام میشود.

بدون توجه به نوع فرایند ، برای اتصال به نیرو ، حرارت و یا ترکیبی از این دو نیاز است. جوشکاری قوسی با الکترود تنگستنی با محافظت گاز خنثی ( GTAW ) یک فرایند جوشکاری ذوبی است که حرارت قوس برای چنین فرایند های اتصالی ضروری است.

قوس الکتریکی با تمرکز حرارتی بسیار زیاد میتواند دماهای بسیار بالایی را ایجاد کند. وقتی دو ورق فلزی با فرایند GTAW جوشکاری میشوند. تنها محل اتصال و منطقه کوچکی از اطراف آن که منطقه متاثر از حرارت نامیده میشود، تحت دماهای بالا که بیش از دمای تبلور مجدد فلز است، قرار میگیرند. در حین فرایند جوشکاری در اثر حرارت زیاد قوس، حوضچه جوش تشکیل می شود  که در حوضچه تشکیل شده در اثر ماهیت فرایند های قوسی، فلاکس حرارتی، نوع ماده، فشار و پلاسمای قوس ، سیلان و چرخش مذابی ایجاد خواهد شد که این چرخش مذاب داخل حوضچه به نحوی وظیفه انتقال حرارت داخل حوضچه را بر عهده دارد. بنابراین حرارت از حوضچه جوش به روش سیلان و یا جابجایی مذاب و همچنین هدایت، به نواحی دیگر جوش منتقل میگردد.

و در عین حال این منطقه به سرعت سرد میشود. در نتیجه پس از عبور قوس، اتصال جوش شروع به جمع شدن میکند در حالیکه دیگر قسمتهای جوش شروع به منبسط شدن میکنند. این انبساط و انقباض های غیر همگن و تغییر شکل پلاستیک در مناطقی از قطعه که به دمای بالایی رسیده اند، باعث تشکیل تنش های پسماند در جوش میشود و همچنین توزیع تنش های پسماند در قطعه جوش داده شده منجر به ایجاد اعوجاج در قطعه کار خواهد شد. فرایند های جوشکاری ذوبی مانند GTAW به طور وسیعی برای ساخت سازه های مهندسی و مهم و گرانقیمت به کار میروند. سلامت و ایمنی چنین سازه هایی به شدت به نحوه اجرای اتصال های جوشکاری بستگی دارد. صحت این سازه ها تحت تاثیر عیوب جوشکاری مانند تنشهای پسماند کششی ، ناهمگنی ماده و عیوب ترکیدگی خطی که در حین و پس از فرایند جوشکاری ایجاد میشوند، میباشد. در ضمن باید ذکر کرد که تنش های پسماند در جوش عامل بسیاری از شکست های جوش در حین سرویس است. فرایندهای جوشکاری در ابتدا به طور عمده توسط آزمایشهای تجربی توسعه داده شده اند. بنابراین بسیاری از این فرایند ها بصورت عملی مدلسازی نشده اند.. دانش موجود در زمینه جوشکاری بر اساس نتایج تجربی ،آزمون و خطا و آزمایش های تجربی است. با پیشرفت کامپیوتر های سرعت بالا و همچنین نرم افزار های قدرتمند مدلسازی جوشکاری به عنوان یک زمینه از تحقیق و پژوهش علمی شناخته شد. پیشرفت های صورت گرفته در زمینه تکنیک های محاسباتی  و نیاز به جوش های با کیفیت بالاتر در صنعت ، باعث رشد در این زمینه از تحقیقات شده است. هدف از مدلسازی ریاضی جوشکاری ، بیان و نمایش فرایند مورد نظر با مجموعه ای از معادلات ریاضی ، دیفرانسیلی و انتگرالی است.

یکی از نرم افزار هایی که برای شبیه سازی فرایند جوشکاری مورد استفاده قرار میگیرد، نرم افزار المان محدود آباکوس ( abaqus ) است. 

شبیه سازی در اباکوس ( ABAQUS )

نرم افزار آباکوس قابلیت لینک شدن با فرترن را دارا میباشد. با لینک کردن فرترن به اباکوس ، میتوان به برنامه نویسی پارامتر های پیچیده پرداخت.

مدلهای ریاضی میتوانند رابطه بین پارامترهای فرایند و همچنین ارتباط شرایط فرایند با ساختار و خواص جوش های تمام شده را بیان کنند. این موضوع میتواند به تعیین شرایط بهینه جوشکاری و پارامتر های مناسب فرایند کمک کند. دقت چنین مدل هایی به دقت اطلاعات مورد استفاده برای تعیین انالیز حرارتی ، سیلان مذاب و مکانیکی بستگی دارد. در صورتی که تائید نتایج مدلسازی نیاز باشد، در حین ازمایش های تجربی دقیق و تکرار پذیر فرایند جوشکاری ، باید اطلاعات مورد نیاز جهت مقایسه با نتایج عددی جمع اوری شوند. شبیه سازی ریاضی یک فرایند GTAW که در نهایت به توزیع دما داخل و اطراف جوش ، جهت و سرعت سیلان مذاب داخل حوضچه جوش و همچنین توزیع نتش های پسماند در جوش منجر میشود. نیاز به فرمولاسیون یک مسئله حرارت - سیلان تنش دارد. این موضوع به این مفهوم است که یک مسئله کوپل شده و یا کوپل نشده حرارتی - سیالاتی - تنش باید حل شود. در آنالیز کاملا کوپله شده انتقال حرارت -سیلان مذاب - تنش ، توزیع دمای گذرا ، سیلان مذاب و توزیع تنش در مدل به یکدیگر وابسته است.

حوضچه جوش

در مورد جوشکاری، حرارت تولید شده ناشی از تغیر شکل پلاستیک در مقایسه با حرارت ورودی از قوس بسیار ناچیز است. و همچنین تاثیر توزیع تنش در جوش بر نحوه سیلان مذاب داخل حوضچه جوش را میتوان در نظر نگرفت. در نتیجه در شبیه سازی  انالیز مسئله کوپل مورد نظر را میتوان به دو مسئله انتقال حرارت سیلان مذاب داخل حوضچه جوش و انتقال حرارت - تنش تقسیم کرد.

 

 

  

لینک کردن نرم افزار آباکوس با فرترن
انجام پروژه شبیه سازي جوشکاری لیزر با آباکوس
پروژه مدل سازی چشمه حرارتی در اباکوس
پروژه مدل سازی باکلینگ در لوله جوشکاری شده با آباکوس
پروژه شبیه سازی جوشکاری درز لوله با نرم افزار آباکوس
پروژه شبیه سازی جوش ورق با نرم افزار آباکوس
شبیه سازی جوش به روش تولد و مرگ المان در آباکوس
جوشکاری با گاز محافظ یا تیگ ( TIG ) در آباکوس
مدلسازی توزیع دما روی یک صفحه به روش المان محدود   

مدلسازی کمانش ستون با نرم افزار آباکوس
جوشکاری با گاز محافظ یا تیگ ( TIG ) در آباکوس
جوشکاری توپودری FCAW 
پیشبینی توزیع تنش های پسماند در جوشکاری ورق های نازک  
جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی fsw 
پروژه مدلسازی جوش لیزر

 

 

شبیه سازی جوش در اباکوس ( ABAQUS )

نرم افزار آباکوس قابلیت لینک شدن با فرترن را دارا میباشد. با لینک کردن فرترن به اباکوس ، میتوان به برنامه نویسی پارامتر های پیچیده پرداخت.

مدلهای ریاضی میتوانند رابطه بین پارامترهای فرایند و همچنین ارتباط شرایط فرایند با ساختار و خواص جوش های تمام شده را بیان کنند. این موضوع میتواند به تعیین شرایط بهینه جوشکاری و پارامتر های مناسب فرایند کمک کند. دقت چنین مدل هایی به دقت اطلاعات مورد استفاده برای تعیین انالیز حرارتی ، سیلان مذاب و مکانیکی بستگی دارد. در صورتی که تائید نتایج مدلسازی نیاز باشد، در حین ازمایش های تجربی دقیق و تکرار پذیر فرایند جوشکاری ، باید اطلاعات مورد نیاز جهت مقایسه با نتایج عددی جمع اوری شوند. شبیه سازی ریاضی یک فرایند GTAW که در نهایت به توزیع دما داخل و اطراف جوش ، جهت و سرعت سیلان مذاب داخل حوضچه جوش و همچنین توزیع نتش های پسماند در جوش منجر میشود. نیاز به فرمولاسیون یک مسئله حرارت - سیلان تنش دارد. این موضوع به این مفهوم است که یک مسئله کوپل شده و یا کوپل نشده حرارتی - سیالاتی - تنش باید حل شود. در آنالیز کاملا کوپله شده انتقال حرارت -سیلان مذاب - تنش ، توزیع دمای گذرا ، سیلان مذاب و توزیع تنش در مدل به یکدیگر وابسته است.

 

 جهت سفارش پروژه شبیه سازی جوش در اباکوس با شماره 09194720662 تماس بگیرید و یا از طریق ایمیل و یا از قسمت سفارش پروژه جزئیات پروژه را ارسال کنید.

دیدگاه خود را بنویسید

دیدگاه پس از تائید مدیریت منتشر می شود.