بررسی تجربی و عددی تاثیر جریان و نیروی الکترود بر پاشش در جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای ورق‌های فولادی کم کربن گالوانیزه و غیرگالوانیزه

در حین فرآیند جوشکاری مقاومتی نقطه ای مقداری فلز مذاب از فصل مشترک بین دو ورق خارج می شود که موجب آلودگی روی بدنه خودروها می شود و این موجب اختلال در فرآیند رنگ آمیزی و کاهش ایمنی کارگاه می شود. در این پژوهش با بررسی تجربی و عددی اثر جریان جوشکاری و فشار الکترود بر روی میزان پاشش مذاب در جوشکاری نقطه ای ورق فولادی گالوانیزه و غیرگالوانیزه، پیش بینی پاشش مذاب برای هر دو ورق انجام شده است. نتایج تجربی نشان داد که با افزایش جریان جوشکاری، قطر دکمه جوش و استحکام جوش در هر دو نوع ورق به طور پیوسته افزایش یافت تا زمانی که پاشش رخ داد. در یک جریان جوشکاری یکسان، قطر دکمه ایجاد شده برای هر دو ورق تقریباً یکسان بود، اما در ورق گالوانیزه پاشش مذاب در قطر دکمه های بالاتر اتفاق می افتاد. افزایش فشار الکترود تا قبل از پاشش موجب افزایش قطر دکمه و بعد از پاشش موجب کاهش قطر دکمه می شد . نتایج به دست آمده از تحقیق با یک مدل عددی اصلاح شده مورد ارزیابی قرار گرفت که با یکدیگر همخوانی نسبی داشتند. در این مدل افزایش قطر دکمه موجب افزایش نیروی ناشی از دکمه جوش می شد و پاشش مذاب را تسریع می کرد، در صورتی که فشار الکترود به عنوان عامل ممانعت کننده از پاشش بود. پوشش فلز روی در ورق های گالوانیزه، با ضریب اصطکاک و مقاومت تماسی فلز روی فلز روی کم، موجب ایجاد انطباق خوب ورق ها در حین فرآیند جوشکاری می شود که این موضوع طبق مدل عددی سبب می شود تا پاشش مذاب برای ورق های گالوانیزه در قطر دکمه های بالاتر اتفاق بیفتد.

Numerical and experimental investigation of current and electrode force effects on expulsion in resistance spot welding of galvanized and non-galvanized steel sheets

During the process of Resistance spot welding (RSW), some of the molten metal comes out of the interface of the two sheets, which causes contamination on the body of the cars. This named as expulsion and disrupts the staining process and reduces the safety of the workshop. In this study, by numerical and Experimental investigation, effect of welding current and electrode force on expulsion in RSW of galvanized and nongalvanized steel sheets the prediction of expulsion for both sheets was performed. Experimental results showed that with increasing the welding current, nugget diameter and weld strength increased continuously until expulsion occurrence. The resultant nugget in both types of sheets have almost similar diameter at the similar welding current however in the galvanized sheet, expulsion occurred at a larger nugget diameter. Increasing the electrode force before the occurrence of expulsion increased the nugget diameter, but then reduced the nugget diameter. The results of the investigation were found to be consistent with a modified numerical model. In this model, increase in the nugget diameter increased the force from within the nugget and accelerated the expulsion, while the electrode force was a hindrance to the expulsion. Zinc coated on galvanized steel sheets with low contact resistance and friction coefficient between zinczinc metal resulted in a good fit between two sheets during the welding process which according to the numerical model, causes expulsion to occur at a larger nugget diameter for galvanized steel sheets.