مدلسازی المان محدود و تست تجربی جوشکاری مقاومتی نقطه ای به منظور مطالعه ویژگی های مکانیکی و حرارتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک ، دانشکده فنی و مهندسی ، دانشگاه ارومیه ، ارومیه ، ایران

چکیده

فرآیند جوش نقطه ای مقاومتی (RSW) یک پروسه‌ی اتصال است که شامل فعل و انفعالات الکتریکی، حرارتی و مکانیکی می‌باشد و باعث می‌شود این روش شدیدا غیر خطی و برای مدل سازی دشوار باشد. در این مقاله، برای تجزیه و تحلیل و مدلسازی RSW، از نرم افزار اجزای محدود ANSYS استفاده شده‌است. به منظور افزایش دقت، خواص مواد به صورت وابسته به دما تعریف شده‌اند و تبدیل فاز در شبیه سازی در نظر گرفته شده‌است. مواد مورد استفاده فولاد AISI 1008 می باشد و پارامترهای اصلی فرآیند شامل شعاع تماس، فشار تماس و توزیع دما مورد بررسی قرار گرفته‌اند. همچنین چگونگی رشد نقطه جوش در طول فرآیند مورد بررسی قرار گرفته است. اندازه گیری عددی برای محاسبه اندازه دکمه جوش با نتایج آزمایش تجربی همخوانی خوبی داشته‌است. با استفاده از این نتایج، تنظیمات بهینه برای جریان، زمان و فشار دستگاه جوش نقطه ای می‌تواند در مواد مختلف برای افزایش کیفیت جوشکاری به‌کار رود. علاوه برای جریان الکتریکی جریان شانتینگ (انحرافی) بر اندازه دکمه جوش تاثیر می گذارد. برخی از آزمایشات به منظور بررسی تأثیر جریان الکتریکی، طراحی و شبیه سازی شده اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A coupled finite element model to study on mechanical and thermal features of resistance spot welding process with experimental verification

نویسندگان [English]

  • hamed pashazadeh 1
  • Milad Rostami 2
1 Department of mechanical engineering, Faculty of Engineering, Urmia university, Urmia, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, College of Engineering, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

Resistance Spot welding (RSW) is a strong coupling process which involves electrical, thermal, and mechanical interactions. These make the whole welding procedure highly non-linear and difficult to model. In this paper, finite element analyzing tool, ANSYS, was used to simulate and model RSW. In order to improve accuracy, material properties were defined temperature-dependent and phase transformation was taken into account in simulation. The steel sheets in this study were AISI 1008 steel. The key parameters of the process including, contact radius, contact pressure, and temperature distribution were investigated. Also development of weld nugget during process was investigated and numerical calculations for nugget size showed good agreement with experimental results. This causes the weld nugget diameter abnormal variations and consequently reduces the weld strength. Therefore the tip of the electrode should be dressed in this process With these results, optimum settings for current, timing, and pressure of the spot welding machine can be formulated for different materials to produce the desired welding quality. In addition to magnitude of welding current, current shunting phenomenon affects the nugget size. In order to investigate the effect of electric current shunting, some tests were designed and simulated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Coupled finite element modeling
  • Resistance spot welding author template
  • Temperature distributions
  • Contact pressure
  • Weld nugget size