بررسی تاثیر شکل هندسی دماغه پرتابه بر جوش‌کاری نقطه‌ای ورق‌های فولادی با روش انفجار مخلوط گازها

در پژوهش حاضر به بررسی تجربی الگوی تغییر شکل ورق‌ها حین فرآیند جوش‌کاری نقطه‌ای ضربه‌ای با استفاده از پرتابه‌های با شکل دماغه مسطح و کروی به کمک سامانه انفجار مخلوط گازها و مقایسه آن با الگوی تغییر شکل در شبیه‌سازی عددی پرداخته شده است. ورق فولادی با ضخامت 4میلی‌متر به‌عنوان صفحه پایه و ورق‌های فولادی با ضخامت‌های یک، 2 و 3میلی‌متر به‌عنوان صفحه پرنده انتخاب شدند و تحت برخورد مستقیم پرتابه‌های فلزی با شکل دماغه مسطح و کروی با جرم‌های 650 و 1300گرم قرار گرفته‌اند. میانگین سرعت پرتابه‌ها 600متر بر ثانیه در نظر گرفته شده است. نرم‌افزار المان محدود آباکوس به‌منظور بررسی ضربه سرعت بالای پرتابه روی ورق‌های فولادی مورد استفاده قرار گرفته است. برای توضیح رفتار فلزات از مدل جانسون کوک استفاده شده است. تغییر شکل صفحات حین فرآیند جوش‌کاری نقطه‌ای ضربه‌ای شبیه‌سازی شده است. با مقایسه الگوی تغییر شکل ورق‌ها در حالت شبیه‌سازی عددی و آزمایش‌های تجربی درمی‌یابیم که مدل عددی به خوبی الگوی تغییر شکل در صفحات حین فرآیند جوش‌کاری نقطه‌ای ضربه‌ای با پرتابه را پیش‌بینی می‌کند. همچنین الگوی انتشار امواج تنش روی صفحه پرنده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که این امواج از مرکز شروع و به سمت گوشه‌های ورق گسترش می‌یابد. به‌علاوه مقادیر کرنش پلاستیک معادل و الگوی تنش برشی برای صفحات پرنده و پایه به‌عنوان معیار کیفیت جوش مورد بررسی قرار گرفته است.

The Effect of Projectile Nose-Shape on Spot Welding of Steel Plates Using Gas Mixture Detonation Technique

In the present study, deformation pattern in impact spot welded plates with flat and sphericalnosed projectiles using gas mixture detonation set up has been investigated and compared with numerical simulations. The steel plate with a thickness of 4mm was considered as a base plate and steel plates with 1, 2, and 3mm thicknesses were selected as flyer plates and were under direct contact with flat and sphericalnosed metallic projectiles with a mass of 650 and 1300 gram, respectively. The average velocity of the projectiles was 600 meters per second. The ABAQUS finite element software was used to investigate the highvelocity impact of projectiles on steel sheets. The JohnsonCook (JC) model was utilized to describe the behavior of metals. The deformation of plates during the impact spot welding process has been simulated. Comparing the plate deformation pattern in numerical simulation and experimental results found that the numerical model predicted well the deformation of plates during the projectile impact spot welding process. The stress wave propagation on the flyer plates also was studied numerically. The results show that the waves start from the center and progress to the corners of the plate. The values of the equivalent plastic strain (PEEQ) and shear stress pattern for flyers and target plates have investigated as a measure of the quality of welding.