شبیه سازی عددی حرارتی-ساختاری جوشکاری قوسی سوپر آلیاژ incoloy800
چکیده
در این پروژه فرآیند جوشکاری لوله هایی از جنس سوپر آلیاژ incoloy800 که یکی از آلیاژهای بر کاربرد در دماهای بالا می باشد به صورت عددی مدل سازی شده است. جوشکاری به روش قوسی با الکترود تنگستنی و گاز محافظ آرگون در دو پاس انجام شده است. مدل سازی به روش آنالیز اجزاء محدود و به کمک نرم افزار ansys8.1 صورت پذیرفته است. شرایط مدل سازی بصورت سه بعدی، گذرا و غیر خطی می باشد، برای اضافه نمودن فلز جوش در حین جوشکاری از تکنیک تولد و مرگ المان ها استفاده گردیده است. در مدل توسعه داده شده این مکان وجود دارد که حرارت ورودی به منطقه جوش بصورت کاملا حجمی، کاملا سطحی و یا ترکیبی از حرارت حجمی و سطحی به مدل اعمال شود. به منظور بررسی صحت و دقت نتایج حاصل از مدل توسعه داده شده، توزیع حرارتی در نمونه ها در حین جوشکاری با نصب ترموکوپل در چندین نقطه و ثبت نمودار های درجه حرارت- زمان توسط کامپیوتر اندازه گیری شده است. مقایسه نتایج شبیه سازی با اطلاعات تجربی حاصله، تطابق خوبی را نشان می دهد. با استفاده از مدل یازبینی شده، تاثیر راندمان جوشکاری، میزان حرارت ورودی و نسبت حرارت ورودی سطحی به حجمی بر روی نتایج مدل سازی هر کدام بطور جداگانه مورد بررسی قرار گرفته است. برای بدست آوردن نتایج ساختاری، با استفاده از توزیع دمایی در چندین نقطه از حوضچه جوش، زمان انجماد موضعی آن نقاط مشخص شده است. سپس فاصله بین شاخه های ثانویه دندریتی در نمونه های واقعی اندازه گیری شده و ارتباط آن با زمان انجماد موضعی و معادله حاکم بر فاصله بین شاخه های ثانویه دندریتی برای سوپر آلیاژ incoloy800 تعیین گردیده است.