تحلیل حرارتی جوشکاری لیزر در اتصال فولاد زنگ نزن با فولاد کم کربن با استفاده از روش المان محدود

جوشکاری با پرتولیزر، یکی از فرآیندهای تولیدی مهم برای اتصال ورق ها در صنعت خودروسازی است. در این پژوهش برای نخستین بار فرآیند جوشکاری لیزر پالسی اتصال غیرهم جنس فولاد زنگ نزن به فولاد کم کربن شبیه سازی شده است. برای این منظور در ابتدا با استفاده از روش المان محدود و تعریف دقیقی از منبع حرارتی، تحلیل حرارتی صورت گرفت که در نتیجه آن پروفیل دمایی و ابعاد منطقه ذوب به دست آمده است. سپس تحلیل مکانیکی، انجام و نتایج تحلیل حرارتی به صورت تاریخچه در المان های مکانیکی ذخیره شد تا شرایط حرارتی مواد به دست آید. در نتیجه این تحلیل، کرنش الاستیک و پلاستیک و همچنین میزان تنش پسماند به دست آمد. نتایج حاصل نشان می دهند که فولاد کم کربن به دلیل ضریب هدایت حرارتی بالاتر حین سردشدن، حرارت بیشتری را از خود عبور می دهد و همچنین فولاد کم کربن به دلیل تنش تسلیم بالاتر در انتها تنش پسماند بیشتری را در خود ذخیره می کند. برای اعتبارسنجی نتایج دو ورق فولاد زنگ نزن ۳۰۴ در آزمایشگاه، با پارامترهای مشخص مشابه با مدل شبیه سازی شده متجانس توسط فرآیند جوشکاری لیزری جوش داده شدند. مقایسه نتایج به دست آمده از مدل آزمایشگاهی با مدل شبیه سازی شده تطابق بسیار خوبی را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

Pulsed Laser Welding ، Finite Element Method ، Welding of Dissimilar Metals ، Thermal Analysis ، Mechanical Analysis ، جوشکاری لیزر پالسی ، روش المان محدود ، جوشکاری فلزات غیرهمجنس ، تحلیل حرارتی ، تحلیل مکانیکی