مدل سازی عددی فرآیند جوشکاری ورق های پی وی سی توسط امواج فراصوتی

جوشکاری فرا صوتی یک روش نوین و اقتصادی برای اتصال قطعات هم جنس و غیر هم جنس به ویژه قطعاتی از جنس مواد گرمانرم مانند پلاستیک و منسوجات در تولید انبوه و باکیفیت است. مهم ترین ویژگی های جوشکاری فراصوتی که آن را از روش های دیگر جوشکاری و اتصال مواد گرمانرم متمایز می کند، حداقل تاثیرگذاری بر ساختار مواد، تمیزی و استحکام بالای اتصال به همراه سرعت زیاد انجام فرآیند است که در نتیجه در مقایسه با سایر فرآیندها بهره وری بالایی ایجاد می کند. لذا برای رسیدن به یک جوش باکیفیت مناسب و استحکام بالا در روش جوشکاری فرا صوتی نیاز است که پارامترهای موثر فرآیند مشخص و تاثیر هریک مورد مطالعه قرار گیرد. هدف از این مقاله مدل سازی عددی فرآیند جوشکاری فراصوتی پی وی سی و بررسی اثر پارامترهای موثر این فرآیند شامل دامنه نوسان، فرکانس و فشار اعمالی در حین فرآیند جوشکاری می باشد. در این تحقیق مدل سازی فرآیند جوشکاری فرا صوتی توسط نرم افزار اجزا محدود آباکوس برای ورق از جنس پی وی سی به ضخامت 0٫2 میلی متر در دامنه های توسان 40، 50 و 60 میکرومتر، فرکانس نوسان 20، 30 و 40 کیلوهرتز و فشار استاتیکی 3٫5، 4 و 4٫5 بار انجام و اثر آنها بر روی مقدار تنش نرمال در س طح فصل مشترک قطعات جوش داده شده مورد بررسی قرار گرفته است. جهت بررسی اثر هریک از پارامترها و اثر متقابل آنها از روش طراحی آزمایش س طح پاسخ استفاده و برای هر حالت شبیه سازی جداگانه صورت پذیرفته است. باتوجه به نتایج بدست آمده، مشاهده گردید که هر سه پارامتر دامنه، فرکانس و فشار بر تنش نرمال موثر بوده ولی در مقایسه اثر این سه پارامتر، دامنه نوسان بیشترین تاثیر و اثر فشار و فرکانس تقریبا یکسان است به طوری که افزایش فشار باعث کاهش و افزایش فرکانس باعث افزایش تنش نرمال می گردد. بیشترین تنش نرمال بدست آمده برابر با 98٫34 مگاپاسکال می باشد که در دامنه نوسان 60 میکرومتر، فرکانس 20 کیلوهرتز و فشار 3٫5 بار بدست آمده است.

کلیدواژه ها:

جوشکاری فراصوتی ، شبیه سازی عددی ، طراحی آزمایش ، روش سطح پاسخ ، پی وی سی