شبیه‌سازی اجزاء محدود تاثیر منبع سردکننده دنباله‌‌رو بر اعوجاج ناشی از جوشکاری آلومینیوم 3105

راه‌های مختلفی برای کاهش اعوجاج ناشی از جوشکاری وجود دارد که یکی از آن‌ها استفاده از روش جدیدی به نام منبع سرد‌کننده دنباله‌رو است. در این پژوهش به بررسی تاثیر منبع سردکننده دنباله‌‌رو بر کاهش اعوجاج ناشی از جوشکاری پرداخته شده است. در این بررسی، ابتدا آلیاژ آلومینیوم کار شده 3105 به ضخامت 2 میلیمتر، با روش جوشکاری قوسی تنگستن - گاز محافظ بدون منبع سرد‌کننده دنباله‌رو، جوشکاری شد. در گام بعد، یک منبع سردکننده از گاز آرگون برای سردکردن سریع خط جوش تعبیه و مورداستفاده قرار گرفت. سپس انتقال حرارت و تنش‌های حرارتی ناشی از جوشکاری با استفاده از روش المان محدود سه‌بعدی با و بدون درنظرگرفتن تاثیر منبع سردکننده اعمال شده شبیه‌سازی شد. در مرحله بعد تاثیر قطر و دبی گاز سردکننده بر توزیع دما و اعوجاج ناشی از جوشکاری، تحلیل شد. مشخص شد که استفاده از منبع سردکننده دنباله‌‌رو سبب با ایجاد تنش‌های کششی، کرنش‌های پلاستیکی کششی ایجاد کرده و کرنش‌های فشاری منطقه تحت گرمایش را جبران می‏نمایند. منبع سرد‌کننده دنباله‌رو مقدار اعوجاج ناشی از جوشکاری را حدود 30 درصد کاهش داد و باعث افزایش سختی در منطقه متاثر از حرارت به مقدار 10% ‌‌شد.

finite element simulation of the trailing heat sink’s effect on welding-induced distortion of al 3105

there are several ways to reduce the distortion caused by welding, one of which is to use a new method called a trailing heat sink. in this research, the effect of trailing heat sinks on the reduction of distortion caused by aluminum welding has been investigated. in this study, first, 2 mm thick wrought aluminum alloy 3105 was welded by tungsten-inert gas arc welding method without a trailing cooling source. in the next step, a cooling source of argon gas was installed and used to quickly cool the welding line. then the heat transfer and thermal stresses caused by welding were simulated using the 3d finite element method with and without considering the effect of the applied cooling source. in the next step, the effects of the diameter and flow rate of cooling gas on temperature distribution and distortion caused by welding were analyzed. it was found that the use of a trailing cooling source creates tensile stresses, and tensile plastic strains and compensates for the compressive strains of the heated area. the trailing cooling source reduced the amount of distortion caused by welding by about 30% and increased the hardness in the heat-affected zone by 10%.