بررسی تجربی و عددی تنش های پسماند ناشی از جوشکاری در لوله های فولادی زنگ نزن P91 , SUS304

تنشهای پسماند در غیاب نیرو های خارجی در جسم حضور دارند و درحالت خود تعادلی هستند. بسیاری از روش های مورد استفاده در تولید، می توانند تنش پسماند در جسم بوجود آورند. تنشهای پسماند از طریق جوشکاری، خستگی، خزش، سایش،خوردگی و غیره می توانند منجر به واماندگی در قطعه شوند. بنابراین برآورد آن هاازاهمیت خاصی برخوردار است. در این پژوهش،تنش پسماند ایجاد شده توسط فرآیند جوشکاری در لوله، با استفاده از روش المان محدود و تجربی در نمونه هایی از جنس فولاد های P91، با ابعادمختلف اندازه گیری می شود. برای شبیهسازی شار حرارتی قوس از مدل دوبیضیگون گلداک استفاده میشود. این مدل نسبت به مدلهای پیشین با واقعیت تطابق خوبی دارد. جوش الکترود دستی به دلیل فراوانی در کاربرد انتخاب گردید. روی لوله های P91 به قطر 2، 1، 3/4 و لولهی SUS304 به قطر 4 اینچ، جوشکاری در جهت محیطی انجام میگیرد. سپس با روش سوراخکاری مرکزی تنشهای ایجاد شده در این قطعه برآورد میگردد. در انتها نتایج بدست آمده از راه تجربی با نتایج حاصل از حل عددی فرایند جوشکاری با هم مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهد که تنش های محیطی در جوش و ناحیه ی اطراف آن کششی بوده و در فاصله کمی از این ناحیه به تنش های فشاری تغییر ماهیت می دهند. چنین توزیع تنشی منجر به پیدایش ترکها در لوله های جوشکاری شده می شود.

کلیدواژه ها:

جوش قوس الکتریکی ، تنش پسماند ، مدل منبع حرارتی گلداک ، روش اجزای محدود ، روش سوراخ کاری مرکزی.