تعیین موقعیت‌های جوش مقاومتی نقطه‌ای در ورق‌های مونتاژی به منظور افزایش استحکام اتصال

جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای یکی از روش‌های متداول برای اتصال ورقه‌ای فلزی است که موقعیت و تعداد نقطه جوش‌ها روی استحکام ، هزینه و زمان تولید ورق‌ها تاثیر دارد. از این رو در این مقاله رویکردی برای طراحی موقعیت نقطه جوش‌ها ارائه شده است. برای این کار از ترکیب روش اجزاء محدود و الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات استفاده شده است. ابتدا یک نقطه جوش روی ورقه‌ای مونتاژ شده ایجاد و تحت آزمون کشش قرار گرفته است تا رفتار مکانیکی آن بدست آید. با استفاده از این رفتار، نقطه جوش در نرم‌افزار اجزاء محدود مدل‌سازی و نتایج آن با داده‌های تجربی سه نوع چیدمان متفاوت نقطه جوش‌ها صحت‌سنجی شده است. پس از صحت‌سنجی، از این مدل برای فرایند بهینه‌سازی استفاده شده است. با استفاده از این روش مشاهده شده که با انتخاب صحیح موقعیت دو، سه و چهار نقطه جوش‌ها، به ترتیب نیرو شکست تا 9.1 ،13.2 و 76.2 برابر نسبت به نیروی شکست تک جوش افزایش یافته است. از طرفی انتخاب اتصال با چهار نقطه جوش که در دایره‌ی به شعاع 04.18 میلی‌متر قرار دارند و زاویه یکی از محورهای تقارن با محور بارگذاری 89.65 درجه است، 76.2 برابر استحکام اتصال را افزایش می‌دهد.جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای یکی از روش‌های متداول برای اتصال ورقه‌ای فلزی است که موقعیت و تعداد نقطه جوش‌ها روی استحکام ، هزینه و زمان تولید ورق‌ها تاثیر دارد. از این رو در این مقاله رویکردی برای طراحی موقعیت نقطه جوش‌ها ارائه شده است. برای این کار از ترکیب روش اجزاء محدود و الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات استفاده شده است. ابتدا یک نقطه جوش روی ورقه‌ای مونتاژ شده ایجاد و تحت آزمون کشش قرار گرفته است تا رفتار مکانیکی آن بدست آید. با استفاده از این رفتار، نقطه جوش در نرم‌افزار اجزاء محدود مدل‌سازی و نتایج آن با داده‌های تجربی سه نوع چیدمان متفاوت نقطه جوش‌ها صحت‌سنجی شده است. پس از صحت‌سنجی، از این مدل برای فرایند بهینه‌سازی استفاده شده است. با استفاده از این روش مشاهده شده که با انتخاب صحیح موقعیت دو، سه و چهار نقطه جوش‌ها، به ترتیب نیرو شکست تا 1.9 ،2.13 و 2.76 برابر نسبت به نیروی شکست تک جوش افزایش یافته است. از طرفی انتخاب اتصال با چهار نقطه جوش که در دایره‌ی به شعاع 18.04 میلی‌متر قرار دارند و زاویه یکی از محورهای تقارن با محور بارگذاری 65.89 درجه است، 2.76 برابر استحکام اتصال را افزایش می‌دهد.

Optimization of the Spot Weld Locations for Increasing the Joint Strength of the Welded Plates

: Resistance spot welding is one of the most common methods of joining especially in sheet metal assemblies. The number of spot welds and their pattern strongly affects the joint strength, time and costs. Therefore, a hybrid method of finite element and particle swarm optimization was introduced for determining the pattern of spot welds in this paper. At first, one spot weld joint was created on a sheet specimen, and mechanical properties of this joint were determined. The spot welding process of three cases was simulated and verified by three different experimental data. Particle swarm optimization and finite element method were linked to determine an optimum pattern of the spot weld joint. This method was utilized for two, three and four spot welds. According to this research, the fracture force of two, three, and four spot welds were 1.9, 2.13 and 2.76 times of one spot with the optimal pattern. The results indicate that the best pattern has four spots distributed on a circle with a radius of 18mm and the angle between the loading axis and symmetric axis was 66 degree.