بررسی جوشکاری نقطه‌ای فولاد trip به صورت المان محدود و تجربی (مطالعه دوروش fssw و rsw)

فولاد های تریپ یکی از انواع فولادهای استحکام بالای پیشرفته می باشند که به دلیل خواص مکانیکی بسیار خوبشان (به علت برخورداری از یک ریزساختار چندفازی شامل فریت، بینیت، مارتنزیت و آستنیت باقیمانده) در حال جایگزنی با فولادهای معمولی در صنعت خودروسازی می باشند. جوشکاری های ذوبی به دلیل از بین بردن ریزساختار این فولادها کاربرد آنها را با چالش روبرو کرده اند. لذا در این تحقیق دو روش جوشکاری نقطه ای مقاومتی و جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای که به ترتیب نیمه ذوبی و حالت جامد می باشند، مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا با تحلیل المان محدود توزیع و تاریخچه دمایی در هردوروش به دست آمد و سپس به صورت تجربی ورق ها با این دو روش متصل گردیدند. براساس اطلاعات دمایی حاصل از تحلیل المان محدود و داده های حاصل از تست های تجربی مانند ریزساختار، میکروسختی، مقدار آستنیت باقیمانده در منطقه جوش و استحکام اتصالها به مقایسه دو روش پرداخته شد. ریزساختار منطقه جوش در هردو روش عمدتا مارتنزیتی بود، اما در روش مقداری آستنیت باقیمانده نیز شناسایی گردید. بیشترین سختی در جوش مقاومتی برابر 505 ویکرز و در اصطکاکی برابر 478 ویکرز بود که علت آن مربوط به دمای بیشینه کمتر و عدم ذوب و انجماد در حین فرآیند و وجود مقداری آستنیت در ریزساختار فلزجوش می باشد. بیشینه دمای حاصل برای جوش اصطکاکی و مقاومتی به ترتیب برابر 940 و 1900 درجه سانتیگراد بود. همچنین استحکام اتصال در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برابر 9.8 کیلونیوتن بود که از استحکام اتصال حاصل از جوشکاری نقطه ای مقاومتی (7.8 کیلونیوتن) بیشتر بود. این امر نیز به دلیل وجودساختار مارتنزیتی با سختی مناسب و باقی ماندن مقداری آستنیت در ساختار نهایی می باشد.

Finite element and experimental investigation of spot welding of TRIP steel (FSSW and RSW)

Transformation induced plasticity (TRIP) steel is one of the advanced high strength steels (AHSS) group with multiphase microstructure that are replacing conventional steels in the automotive industry because of their very good mechanical properties. Fusion welding methods have challenged their application by destroying of microstructure. Therefore, in this paper two type of spot joining, resistance spot welding (semifusion) and friction stir spot welding (solid state), investigated. First, thermal history of metal during both of welding obtained using finite element analysis. Then, TRIP steel sheets joined under same condition of finite element models. Based on the temperature data obtained from finite element analysis and the data obtained from experimental tests such as microstructure (FESEM and XRD), microhardness, residual austenite value in the welding zone and the lap shear strength of joints, a comparison was made between the two methods. The microstructure of the weld region in both methods was mainly martensite, but in the FSSW method, some retained austenite also identified. Also, the maximum hardness in RSW was 505 VHN and in FSSW was 478 VHN. It can be related to the lower peak temperature and nonmelting and nonsolidification during the process, and the presence of some austenite in the microstructure of the weld metal. The maximum temperatures for the FSSW and RSW were 940 and 1900 ° C, respectively. The FSSW strength was 9.8 kN, which was higher than the RSW bond strength (7.8 kN). This is due to the presence of a martensitic microstructure with an appropriate hardness and a certain amount of austenite in the final microstructure