بررسي عددي و تجربي توزيع تنش پسماند ناشي از جوشكاري چند پاسه صفحات فولاد ضدزنگ

Numerical and Experimental Investigation of Residual Stress Distribution due to Multi-Pass Welding of Stainless Steel Plates

در جوشكاري چند پاسه، گستردگي تنش‏هاي پسماند و حداكثر مقدار آن با اضافه شدن هر پاس جوشكاري تغيير مي‏نمايد. فرايند شبيه‏سازي مي‏تواند براي تخمين مقادير و توزيع اين تنش‏ها مورد استفاده قرار گيرد. در اين مقاله، به بررسي ميدان‏هاي حرارتي گذرا و تنش‏هاي پسماند ناشي از جوشكاري چند پاسه لب به لب صفحات فولاد ضدزنگ 304 به روش جوشكاري قوس الكتريكي با الكترود تنگستن پرداخته شده است. تحليل اين مطلب با استفاده از مدل المان محدود حرارتي - مكانيكي غيرخطي غيركوپله در حالت دو بعدي با استفاده از نرم افزار انسيس 10 انجام شده است. در پايان، براي بررسي درستي نتايج تحليل عددي، توزيع دما براي يك نمونه و تنش‏هاي پسماند براي دو نمونه با استفاده از روش سوراخكاري اندازه‏گيري شدند. نتايج اين تحقيق نشان مي‏دهند كه با افزايش تعداد پاس‏هاي جوشكاري در اثر افزايش ضخامت صفحات، حداكثر مقدار عددي تنش‏هاي پسماند كاهش يافته ولي توزيع اين تنش‏ها افزايش مي‏يابد.

In multi-pass welding, residual stress distribution and itʹs maximum value change with addition of each pass. Finite element simulation can be used to estimate residual stresses. In this paper, transient thermal fields and residual stresses due to multi-pass GTA welding of 304 stainless steel plates is investigated by experimental and numerical simulation. Two-dimensional un-coupled thermo-mechanical analysis has been performed using ANSYS 10. Residual stress measurement has been performed using hole-drilling method. The results of this study reveal that maximum residual stresses decrease with the increase of number of passes due to the increase of thickness, but it increase the width of tensile and compress zones.