شبیه سازی عددی جوشکاری لیزری، بررسی تنش پسماند و توزیع دما در اتصال روی هم آلیاژهای آلومینیومی AA6061 وAA5086 در ضخامت های متفاوت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز

2 دانشگاه تبریز

چکیده

در پژوهش حاضر با استفاده از کد اجزاء محدود ABAQUS 2017 و بکارگیری زیر برنامه DFLUX به تحلیل عددی سه بعدی جوشکاری لیزری در حالت هندسی روی هم دو آلیاژ غیر هم جنس آلومینیومی AA6061 و AA5086 پرداخته شده است. تاثیر قرارگیری آلیاژ سخت تر و نرم تر در قسمت فوقانی و تحتانی جوش در ضخامت های 1 و 5/1 میلیمتری دو قطعه بر مواردی همچون: توزیع حرارتی ، وسعت مناطق مختلف جوش و تنش پسماند ناشی از جوشکاری لیزری مطالعه و بررسی شده است. در مجموع و بر اساس مسأله 8 وضعیت جهت شبیه سازی آماده شد. بر اساس نتایج بدست آمده نمونه A4 پایین ترین اختلاف دما بیشینه بین قسمت فوقانی و تحتانی را در بین همه حالات داراست که این اختلاف کم تر به دلیل قرارگیری فلز سخت تر و با ضخامت کم تر در قسمت فوقانی اتصال می باشد. در همه حالات مورد بررسی فارغ از موقعیت قرارگیری در بخش فوقانی و یا تحتانی، تنش پسماند طولی بزرگ تر در بخش آلیاژ سخت تر، آلیاژ AA6061 روی خواهد داد. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده، در همه حالات بیشینه تنش پسماند طولی ایجاد شده در حدود مقدار تنش تسلیم آلیاژ سخت تر می باشد. بهترین حالت از نظر سطح تنش پسماند طولی σzz در قطعه کار به ترتیب مربوط به وضعیت های A1 و B1 است زیرا هم سطح تنش پسماند کششی پایین تری را تجربه می‌نمایند و هم میزان اختلاف تنش در دو ناحیه فوقانی و تحتانی این نمونه‌ها اختلاف پایین تری با یکدیگر دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Simulation of Laser Welding and Evaluation of Residual Stress and Temperature Distribution in Lap Joint of AA6061 and AA5086 Aluminum Alloys in Different Thicknesses

نویسندگان [English]

  • amir ghiasvand 1
  • Soran Hassanifard 2
1 Ph.D. Student, Mech. Eng., Tabriz Univ., Tabriz, Iran
2 University of Tabriz
چکیده [English]

In the present study, using the ABAQUS 2017 finite element code and using the DFLUX subroutine, a 3D numerical analysis of laser welding in the lap joint of AA6061 and AA5086 aluminum alloys was carried out. The effect of the position of a harder and softer alloy on the upper and lower parts of the weld in two different thicknesses of the two parts was studied on such cases as: thermal distribution, the width of the different welding regions and the residual stress caused by laser welding. In total, and based on the input conditions of the problem, 8 states were prepared for simulation. Based on the results, the A4 sample has the lowest maximum temperature difference between the upper and lower parts in all of these states, which is due to the presence of harder metal with lower thickness in the upper part of the joint. In all cases, regardless of the position of the upper or lower parts, the higher longitudinal residual stresses will occur in the harder part, the AA6061 alloy, and in all states the maximum longitudinal residual stress formed over the yield stress of the harder alloy. Regarding the level of σzz in the workpiece, the best conditions are, respectively, A1 and B1, because they also experience lower residual stresses levels, and the difference in residual stress between the two upper and lower regions of these specimens is lower.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Laser welding
  • ALUMINUM ALLOY
  • Numerical Modeling of Welding
  • temperature distribution
  • Residual stress of welding