بررسي عددي اثر قطر الكترود بر قطر دكمه جوش و توزيع دمايي در جوشكاري مقاومتي نقطه‌اي سوپر آلياژ اينكونل 625

The numerical investigation of influence of electrode diameter on nugget diameter and thermal distribution in the resistance spot welding (RSW) of Inconel 625

در ميان سوپر آلياژها، سوپر آلياژ اينكونل 625 به دليل خواص مكانيكي خوب، قابليت جوش‌پذيري و مقاومت به خوردگي بالا به طور گسترده در ساخت تجهيزات صنايع نيروگاهي، هوا-فضا و صنايع معدني به كار مي رود. يكي از روش هاي متداول جوشكاري اين آلياژ روش جوشكاري مقاومتي نقطه اي مي باشد كه در تحقيق حاضر تاثير قطر الكترود، با توجه به اثرات متقابل آن با ديگر پارامترها، بر توزيع دمايي فرايند و شكل گيري دكمه جوش در فرايند جوشكاري مقاومتي نقطه اي سوپر آلياژ اينكونل 625، با استفاده از روش اجزا محدود مورد بررسي قرار گرفته است. فرايند توسط يك مدل متقارن محوري دو بعدي در نرم‌افزار اجزاي محدود آباكوس به صورت تحليل وابسته الكتريكي-حرارتي و غير وابسته مكانيكي شبيه‌سازي شده است. نتايج تحليل با استفاده از نتايج آزمايش‌هاي تجربي از طريق مقايسه قطر دكمه جوش اعتبارسنجي شد كه دقت قابل قبول و مناسبي را نشان داد. بنابراين مدل شبيه سازي ارايه شده در اين مقاله مي‌تواند با دقت قابل قبولي توزيع دما و ابعاد دكمه جوش را پيش بيني كند. نتايج نشان مي دهند كه كاهش قطر الكترود در جريان هاي ثابت موجب افزايش قطر دكمه جوش مي شود، اما بطور كلي نمي توان قطر الكترود را از يك حد مشخصي كمتر انتخاب كرد.

Inconel 625 is a nickel-based super alloy that is widely used in power plants industry, aerospace systems, and mineral industries due to its properties such as high tensile strength, high corrosion resistance and excellent fabricability. Resistance spot welding (RSW) is one of the important joining processes for assembling super alloy sheets, due to its accuracy and high production rates. In the present research, the influences of electrode tip diameter and other RSW parameters on distribution of temperature and nugget formation are investigated by the finite element method for Inconel 625 superalloy. The process is simulated with a 2D axisymmetric coupled electro-thermal and uncoupled mechanical finite element model by ABAQUS software. The diameter of computed weld nuggets is compared with experimental results and good agreement is observed. So, FE model developed in this paper provides prediction of quality and shape of the weld nuggets and temperature distributions with variation of each process parameter suitably. The results show that increasing electrode tip diameter decreases weld nugget diameter in constant welding current, but in general, the electrode tip diameter cannot be selected less than a distinct value.