مدلسازی عددی جوش لیزر Nd:YAG ضربانی فولاد زنگ نزن آستنیتی s۳۱۰ با استفاده از روش المان محدود (FEM)

فولاد زنگ نزن s۳۱۰ به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی ، در صنایع مختلف کاربرد دارد. در این تحقیق ، اتصال لیزر ضربانی بر روی توزیع دما و تنش های پسماند در ناحیه جوش و ناحیه تحت تاثیر حرارت (HAZ) به روشهای تجربی و المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است . تنش پسماند ناشی از جوش به طور اجتناب ناپذیری در مجاورت مهره جوش وجود دارد و ممکن است اثر مخربی بر روی اتصال جوش داشته باشد. پیش بینی میزان و توزیع تنش پسماند در طراحی اجزای سازه اهمیت دارد. در این پژوهش ، یک شبیه سازی جوش ذوبی با تجزیه و تحلیل حرارتی و مکانیکی جفت بررسی و تایید می شود . نتایج ترمومکانیکی و ترمومکانیکی نشان داد حرارت ورودی و توان لیزر اتصالات جوش به طور قابل توجهی بر توزیع تنش پسماند و خواص مکانیکی تاثیر می گذارد. همچنین مشاهده شد که با افزایش حرارت ورودی ، دمای پیک در ناحیه جوش به طور قابل توجهی افزایش می یابد و این امر منجر به تغییرات در سختی و توزیع تنش ها می شود. شبیه سازی های انجام شده نشان می دهد که تنش های کششی در مرکز جوش غالب هستند و با فاصله گرفتن از مرکز، تنش های فشاری افزایش می یابند. اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی با دادههای تجربی نشاندهنده دقت بالای مدل در پیش بینی ابعاد حوضچه جوش و توزیع دما است .

کلیدواژه ها:

فولاد زنگ نزن s۳۱۰ ، روش المان محدود ، تنش پسماند ، جوش لیزرضربانی ، حرارت ورودی ، توزیع حرارتی .