بررسي تجربي عددي تاثير عوامل موثر بر اندازه جوش مقاومتي نقطه اي

Experimental and numerical study on Weld Nugget Size in Resistance Spot Welding

جوشكاري مقاومتي نقطه اي ساده ترين و پركاربردترين نوع جوشكاري مقاومتي است. در جوشكاري نقطه اي، اندازه و شكل دكمه جوش يكي از عوامل بسيار مهم و موثر بر خواص مكانيكي جوش، همچون استحكام كششي - برشي و نيز استحكام خستگي مي باشد. از اين رو لازم است كه مقدار متغيرهاي جوش به طور مناسبي تنظيم شده باشند. در اين مطالعه اثر پارامترهاي مختلف جوشكاري از جمله زمان جوشكاري، جريان جوشكاري و نيروي الكتورد بر اندازه و شكل دكمه جوش تشكيل شده بررسي شده است. براي بررسي هاي تجربي عوامل موثر جوشكاري از روش طراحي آزمايش ها و نرم افزار Minitab بر روي ورق هاي فولادي كم كربن St12 با ضخامت 0/8mm استفاده شده است. جهت شبيه سازي فرايند تشكيل دكمه جوش از روش المان محدود و نرم افزار ANSYS استفاده شده است. به همين منظور از يك مدل متقارن دو بعدي الكتروترمومكانيكي استفاده شده و براي افزايش دقت، خواص مواد وابسته به دما در نظر گرفته شده است. نتايج حاصل نشان داد كه با افزايش زمان و جريان جوشكاري دكمه جوش حاصل افزايش يافته كه تاثير جريان بيشتر است. افزايش نيروي الكترود باعث افزايش ناحيه تماس و كاهش قطر نقطه جوش مي شود. مقايسه نتايج تجربي و عددي تطابق مطلوبي را نشان مي دهد.

resistance spot welding is the simplest and most widely used type of resistance welding. In spot welding method, the weld nugget size which depends on parameters of the process is a very important factor affecting the mechanical properties of the weld such as tensile – shear strength and fatigue strength. Hence it is necessary that the process parameters are appropriately chosen produce a weld nugget with the appropriate size . In this study, the effects of various parameters of resistance spot welding process such as weld current, weld time, electrode force on weld nugget size have been investigated. For experimental studies, design of experiment method, MINITAB software, low - carbon steel sheets St12 with 0.8 mm thickness were used. To simulate the weld nugget formation, a symmetrical two-dimensional electro-mechanical model using finite element method and the ANSYS software were employed. To increase the accuracy of the model, material properties were considered to be temperature dependent. The experimental and numerical results indicated that increase in welding current and welding time caused an increase in weld nugget size. The effect of weld current was more than that of time. . Increase in electrode force caused increase contact area and a decrease in weld nugget size. A good agreement between the experimental and numerical results was observed.