جوشکاری نقطه ای مقاومتی یک تکنیک پرکاربرد در صنعت تولید به ویژه در بخش خودرو و هوافضا است. در طول فرآیند جوشکاری، جریان بالا از دو یا چند ورقه فلزی روی هم عبور می‌کند و در فصل مشترک گرما ایجاد می‌کند. این گرما باعث ذوب و ذوب فلز و تشکیل یک اتصال قوی می شود. با این حال، گرمایش موضعی شدید همچنین باعث انبساط حرارتی و تغییر شکل بعدی در اجزای جوش شده می شود.
درک و تعیین کمیت تغییر شکل انبساط حرارتی در جوشکاری نقطه ای مقاومتی برای اطمینان از کیفیت و یکپارچگی اتصالات جوش داده شده بسیار مهم است. در این مقاله به تحلیل این پدیده و پیامدهای آن می پردازیم.
1. علل تغییر شکل انبساط حرارتی
علت اصلی تغییر شکل انبساط حرارتی در جوشکاری نقطه ای مقاومتی، گرم شدن و سرد شدن سریع مواد جوش داده شده است. هنگامی که جریان اعمال می شود، فلز در رابط جوش به سرعت گرم می شود. این گرمایش موضعی باعث انبساط فلز می شود. با قطع جریان جوش و سرد شدن فلز، منقبض می شود. با این حال، به دلیل ماهیت سریع فرآیند، انقباض یکنواخت نیست و منجر به تغییر شکل می شود.
2. عوامل موثر بر تغییر شکل
عوامل متعددی بر میزان تغییر شکل انبساط حرارتی تأثیر می‌گذارند:
الف خواص مواد:مواد مختلف دارای ضرایب انبساط حرارتی متفاوتی هستند. بنابراین، انتخاب مواد می تواند به طور قابل توجهی بر میزان تغییر شکل تأثیر بگذارد.
ب جریان و زمان جوشکاری:جریان‌های جوشکاری بیشتر و زمان‌های جوشکاری طولانی‌تر می‌تواند منجر به تغییر شکل قابل توجهی شود زیرا منجر به تغییرات دمایی قابل‌توجهی می‌شود.
ج ضخامت مواد:مواد ضخیم تر حجم بیشتری برای انبساط و انقباض دارند که به طور بالقوه منجر به تغییر شکل قابل توجهی می شود.
د طراحی الکترود:طراحی و مواد الکترودهای جوشکاری می تواند بر توزیع گرما و در نتیجه تغییر شکل تأثیر بگذارد.
3. روش های تحلیلی
برای تحلیل و پیش‌بینی تغییر شکل انبساط حرارتی در جوشکاری نقطه‌ای مقاومتی، می‌توان از روش‌های تحلیلی مختلفی استفاده کرد:
الف تحلیل المان محدود (FEA):FEA امکان مدل‌سازی کل فرآیند جوشکاری را با در نظر گرفتن عواملی مانند خواص مواد، توزیع حرارت و زمان فراهم می‌کند. این یک درک دقیق از الگوهای تغییر شکل ارائه می دهد.
ب تست تجربی:آزمایش دنیای واقعی می‌تواند تغییر شکل را مستقیماً اندازه‌گیری کند و داده‌های تجربی را برای اعتبارسنجی و اصلاح مدل‌های تحلیلی ارائه دهد.
ج شبیه سازی کامپیوتری:شبیه‌سازی‌های محاسباتی، با ترکیب خواص مواد و پارامترهای فرآیند، می‌توانند نتایج تغییر شکل را پیش‌بینی کنند و به بهینه‌سازی شرایط جوشکاری کمک کنند.
4. استراتژی های کاهش
به حداقل رساندن تغییر شکل انبساط حرارتی برای تولید جوش های با کیفیت بسیار مهم است. برخی از استراتژی ها برای کاهش تغییر شکل عبارتند از:
الف پیش گرم کردن:پیش گرم کردن مواد قبل از جوشکاری می تواند اختلاف دما و تغییر شکل بعدی را کاهش دهد.
ب خنک کننده کنترل شده:اجرای روش های خنک کننده کنترل شده، مانند عملیات حرارتی پس از جوشکاری، می تواند به مدیریت تغییر شکل کمک کند.
ج انتخاب مواد:انتخاب مواد با ضریب انبساط حرارتی مشابه می تواند تغییر شکل را به حداقل برساند.
د بهینه سازی فرآیند:پارامترهای جوشکاری تنظیم دقیق مانند جریان، زمان و طراحی الکترود می توانند تمایلات تغییر شکل را کاهش دهند.
در نتیجه، تغییر شکل انبساط حرارتی یک چالش ذاتی در جوشکاری نقطه‌ای مقاومتی است. با این حال، سازندگان با درک همه جانبه علل و اثرات آن، همراه با استفاده از روش های تحلیلی و راهبردهای کاهش، می توانند جوش هایی با کیفیت و یکپارچگی سازه ای برتر تولید کنند.
زمان ارسال: سپتامبر 25-2023
