بررسي نحوه تاثير خواص ورق بر شبيه سازي جوش مقاومتي نقطه اي آلياژ منيزيم

هدف از اين مطالعه بررسي نحوه تاثير خواص مكانيكي و حرارتي آلياژ منيزيم AZ61 بر روي نتايج حاصل از مدل المان محدود جوش نقطه‌اي مقاومتي مي‌باشد. جوش نقطه‌اي مقاومتي فرآيندي پيچيده و شامل پديده‌هاي مختلف از قبيل مكانيكي، حرارتي، الكتريكي و متالورژيكي مي‌باشد كه شبيه سازي اين فرآيند را سخت و مشكل ساخته است. در مطالعات مختلف جهت افزايش دقت مدل المان محدود اين فرآيند توصيه به استفاده از خواص وابسته به دماي ورق شده است. اما دستيابي به اين خواص هميشه امكان پذير نبوده و تست‌هاي تجربي اندازه گيري آن بسيار پرهزينه و زمانبر مي‌باشد. در اين مطالعه خواص حرارتي-مكانيكي و پارامترهايي چون رسانايي تماسي الكتريكي و حرارتي ورقهاي جوش نقطه‌اي داده شده به صورت تجربي اندازه گيري شده و در مدل المان محدود كوپل الكتريكي–حرارتي–مكانيكي جهت پيش بيني توزيع تنش‌هاي پسماند و اندازه دكمه جوش مورد استفاده قرار گرفته است. خواص حرارتي–مكانيكي، رسانايي تماسي الكتريكي و حرارتي در سه سطح ثابت، خطي و وابسته به دما براي بررسي تاثير آن‌ها بر روي دقت مدل المان محدود در نظر گرفته شده است. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد تعريف كليه خواص اتصال بصورت وابسته به دما در مدل المان محدود ضروري نبوده و تنها خواص: رسانايي حرارتي، مقاومت ويژه الكتريكي و رسانايي تماسي الكتريكي براي افزايش قابليت اعتماد مدل بايد وابسته به دما تعريف شوند. همچنين براي بهبود دقت مدل توصيه مي‌شود خواص تنش تسليم و مدول الاستيسيته بصورت خطي در نظر گرفته شده و ساير پارامترها را مي‌توان بصورت ثابت در مدل المان محدود تعريف كرد.

The main purpose of this study is investigation the effects of mechanical and thermal properties on accuracy of finite element model in resistance spot welding of AZ61 Mg alloy. In this study temperature dependent thermo-mechanical properties of AZ61 Magnesium alloy sheets and also thermal and electrical contact conductance (TCC and ECC) have been experimentally determined to use in a coupled electrical-thermal-mechanical finite element (FE) model in order to predict distribution of residual stresses and nugget size in resistance spot welding (RSW) process. The thermo-mechanical properties, TCC and ECC have been employed in FE model as: constant, linear and temperature dependent to investigate the effects of these parameters on accuracy of the FE model. In addition, different welding parameters such as welding current, welding time and electrode force have been used in FE model to achieve different nugget size. The results showed that thermal conductivity, electrical resistivity and ECC have significant effect on nugget size and also yield stress and elastic modulus have important influence on distribution of residual stresses. Therefore, the thermal conductivity, electrical resistivity and ECC for prediction of nugget size and also the yield stress and young modulus for prediction of distribution of residual stresses should be assumed to be temperature dependent and linear, respectively. Moreover, remaining thermo-mechanical properties can be taken as constant.