بررسي تاثير ترتيب جوشكاري بر روي تغييرشكل‌هاي حاصل از فرايند جوشكاري در سازه عرشه كشتي

Investigation on the effect of welding sequence on welding distortion in ship deck structure

در اين مقاله تاثير ترتيب جوشكاري بر روي مقدار و چگونگي تغييرشكل‌هاي حاصل از جوشكاري قوسي با گاز محافظ ( GAMW) در سازه عرشه كشتي به روش المان محدود به صورت عددي مدل و شبيه سازي شده است. بدين منظور ابتدا يك مدل حرارتي سه بعدي به كمك نرم افزار المان محدود Ansys ايجاد كرده و مورد بررسي قرار گرفته است. براي اعمال حرارت منبع حرارتي در حين جوشكاري يك كد ماكرو بر اساس مدل گلداك در محيط نرم افزار برنامه نويسي شده است.سپس بوسيله تحليل مكانيكي در محيط نرم‌افزار تغييرشكل‌ها بدست مي‌آيد. شرايط مدل سازي بصورت سه بعدي، گذرا و غير خطي مي باشد. براي اضافه نمودن فلز جوش در حين جوشكاري از تكنيك تولد و مرگ المان ها استفاده شده است. به علت گراديان دمايي بالا در ناحيه جوش، خواص حرارتي و مكانيكي ماده به صورت متغير با دما لحاظ گرديده است. در ادامه به منظور بررسي دقيق‌تر مقدار و چگونگي تغييرشكل‌هاي حاصل شده، تاثير ترتيب‌هاي مختلف جوشكاري در خطوطي بر روي مدل مورد ارزيابي قرار گرفته است. در نهايت مشخص شده است كه ترتيب‌هاي مختلف جوشكاري با توزيع حرارت گوناگون روي سازه باعث بوجود آمدن تغييرشكل‌هاي متفاوت مي‌شوند. اين تغييرشكل‌ها نه تنها مقادير مختلفي دارد، بلكه فرم آنها نيز با يكديگر متفاوت است.

In this paper, the effect of welding sequence on the magnitude and shape of distortion in ship hull structure is investigated. The simulation consists of sequentially coupled thermal and mechanical analyses using an element birth and death technique to model the addition of welding metal to the work piece. Thermal distribution in steel ship hull structures welded by gas metal arc welding is investigated using 3D finite element method (FEM) in ANSYS commercial code. A macro code programmed based on Goldak model is developed to apply thermal loading generated by the heat sources. The analyses are planned to be performed for 3D, transient and nonlinear conditions. In continue to exact investigation the effect of welding sequence on the magnitude and shape of distortion in ship hull structure, evaluation of the results are drawn on lines. Finally, it clearly found significant features of distortion, where not only the magnitude but also the deformed shape of welding distortion is obviously different.