بررسي عددي و تجربي متغيرهاي تأثيرگذار در تنش زدايي حرارتي ورق آلومينيومي جوشكاري شده

Numerical and Experimental Investigation of the variables influencing the thermal relaxation welded aluminum sheet

جوشكاري قطعات آلومينيومي در اتصالات سازه هاي هوافضايي كاربرد فراواني دارد و از اهميت بسياري برخوردار است. از مشكلاتي كه اغلب صنايع كشور با آن مواجهاند تنش پسماند ناشي از فرآيند جوشكاري است. تنش پسماند در نواحي اطراف جوش مي تواند باعث كاهش عمر كاري قطعات شود به همين علت شناخت، بررسي و كاهش آن در سازههاي جوشكاري شده ضروري ميباشد. روشهاي مختلفي براي اندازهگيري و كاهش تنشهاي پسماند وجود دارد. در اين مقاله به معرفي انواع روش هاي تعيين و كاهش تنش پسماند پرداخته شده است. سپس به كمك فرآيند جوش آرگون دو ورق آلومينيومي از جنس آلياژ 6061-T6 به يكديگر متصل شده و تنشهاي پسماند حاصله به روش سوراخ كاري به دست آمده است. همچنين فرآيند جوشكاري دو ورق آلومينيومي مذكور به صورت سه بعدي در نرمافزار اجزاء محدود آباكوس شبيه سازي شده و تنشهاي پسماند استخراج شده است. تمامي شرايط در تحليل اجزاي محدود مشابه شرايط جوشكاري در آزمايشگاه در نظر گرفته شده است، نتايج حاكي از دقت بالا در مدلسازي اجزاي محدود فرآيند جوشكاري دارد. در نهايت به روش اجزاي محدود، تنشگيري حرارتي مدلسازي شده و پارامترهاي بهينه براي انجام عمليات فوق استخراج شده است.

Welding is very important in the aerospace industry and is widely used in aerospace structures. One of the problems that most industries are facing is created residual stress by the welding process. Residual stresses in the surrounding areas of welding can cause cracks and crack growth, thus identifying and evaluating residual stresses in the welded structures is necessary. There are different methods for determining residual stress. In this paper, laboratory and numerical methods were presented for determining the residual stress. Then, the welding process of two aluminum sheets of 6061-T6 alloy has been done and the residual stresses have been obtained by the drilling method. Welding is done in two passes and by spot welding, the first, the end, and the middle of the weld line are connected to prevent the sheets from moving. Also, the welding process of the two aluminum sheets was simulated in 3D in the ABAQUS finite element software and the residual stresses were extracted. All conditions in the finite element analysis are similar to the welding conditions in the laboratory. Results show high accuracy in the modeling of finite element processes in the welding process. Finally, in the finite element method, thermal stress is modeled and optimal parameters are extracted for the above operations.