تحليل و ارائه يك سيكل عمليات حرارتي بهينه پس از جوش جهت كاهش حداكثري تنش‌هاي پسماند جوشكاري پرتو الكتروني

Analysis and presenting an optimum post weld heat treatment cycle to maximum reduction of residual stresses of electron beam welding

در اين تحقيق، فرآيند جوشكاري پرتو الكتروني لب به لب دو ورق فولادي P91 در دو‌بعد و در مدت زمان كوتاه با دقت قابل قبول در دو مرحلة تحليل غير كوپله حرارتي و مكانيكي به انجام رسيده است. نتايج تنش‌هاي پسماند با نتايج آزمايشگاهي و عددي محققان ديگر اعتبارسنجي شده است كه تطابق خوبي را نشان مي‌دهد. در ادامه تحقيق با اعمال عمليات حرارتي بعد از جوشكاري سعي شده است تنش‌هاي پسماند كاهش پيدا كند. سپس تأثير پارامترهاي سيكل عمليات حرارتي مانند ميزان توان حرارت ورودي، زمان حرارت‌دهي، زمان نگه داشتن دما و ضريب انتقال حرارت جابجايي در بازه سرد شدن بر روي ميزان كاهش تنش پسماند بررسي شده است. با بررسي نتايج تأثيرات پارامترها، يك سيكل عمليات حرارتي بهينه جهت كاهش حداكثري تنش پسماند ارائه شده است كه با اعمال اين سيكل بهينه تنش پسماند ماكزيمم به ميزان 55 درصد كاهش يافته است.

In this research, the electron beam welding process of P91 steel plates was simulated by the finite element method in two dimensions and in a short time with acceptable accuracy in two steps (non-coupled thermal and mechanical analysis). The simulation results were validated with experimental and numerical results presented by other researchers. Moreover, by applying post weld heat treatment, the residual stresses were reduced. Then, the effect of heat treatment cycle parameters such as heat input power, heating time, holding time and cooling rate were investigated on the quantity of residual stress reduction. By examining the results of the effects of the parameters, an optimum heat treatment cycle is introduced to maximum reduction of the residual stress. Using this optimum heat treatment cycle, the residual stress value was reduced to 55 percent.