مدلسازی المان محدود و تست تجربی جوشکاری مقاومتی نقطه ای به منظور مطالعه ویژگی های مکانیکی و حرارتی

فرآیند جوش نقطه‌ای مقاومتی یک پروسه اتصال است که شامل فعل و انفعالات الکتریکی، حرارتی و مکانیکی می‌باشد و به همین دلیل این روش شدیدا غیرخطی بوده ومدل‌سازی آن دشوار است. در این مقاله، برای تجزیه و تحلیل و مدل‌سازی فرآیند جوش نقط‌های مقاومتی ، از نرم‌افزار اجزای محدود انسیس استفاده شده است. به منظور افزایش دقت، خواص مواد به صورت وابسته به دما تعریف شده‌اند و تبدیل فاز در شبیه‌سازی در نظر گرفته شده‎است. ماده مورد استفاده فوالد آ.آی.اِس.آی 1008 می‌باشد و پارامترهای اصلی فرآیند شامل شعاع تماس، فشار تماس و توزیع دما مورد بررسی قرار گرفته‌اند. همچنین چگونگی رشد نقطه جوش در طول فرآیند مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از حل عددی برای اندازه دکمه جوش با نتایج حاصل از آزمون تجربی همخوانی خوبی داشته است. با استفاده از این نتایج، تنظیمات بهینه برای جریان، زمان و فشار دستگاه جوش نقطه‌ای می‌تواند در مواد مختلف برای افزایش کیفیت جوشکاری به کار رود. علاوه برای جریان الکتریکی جریان شانتینگ (انحرافی) بر اندازه دکمه جوش تاثیر می‌گذارد. برخی از آزمایشات به منظور بررسی تاثیر جریان الکتریکی، طراحی و شبیه‌سازی شده‌اند.

A Coupled Finite Element Model to Study on Mechanical and Thermal Features of Resistance Spot Welding Process with Experimental Verification

Resistance spot welding is a strong coupling process which involves electrical, thermal, and mechanical interactions. These make the whole welding procedure highly nonlinear and difficult to model. In this paper, finite element analyzing tool, ANSYS, was used to simulate and model Resistance spot welding. In order to improve accuracy, material properties were defined temperaturedependent and phase transformation was taken into account in the simulation. The steel sheets in this study were AISI 1008 steel. The key parameters of the process including contact radius, contact pressure, and temperature distribution were investigated. Also, the development of weld nugget during the process was investigated and numerical calculations for nugget size showed good agreement with experimental results. This causes the weld nugget diameter abnormal variations and consequently reduces the weld strength. Therefore, the tip of the electrode should be dressed in this process. With these results, optimum settings for current, timing and pressure of the spot welding machine can be formulated for different materials to produce the desired welding quality. In addition to the magnitude of welding current, current shunting phenomenon affects the nugget size. In order to investigate the effect of electric current shunting, some tests were designed and simulated.