نام پژوهشگر: مرتضی فلاحتی

پیش بینی توسعه تنش پسماند در جوشکاری خطوط لوله
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1390
  مرتضی فلاحتی   فرشید مالک

طی تحقیقات صورت گرفته بر روی جوشکاری محیطی خطوط لوله مشخص شده است ترکهای عرضی در فلز جوش رخ میدهد و بیشتر در ناحیه پایین لوله ( موقعیت ساعت شش ) تجمع دارند. سه عامل اصلی ایجاد این ترک ها، هیدروژن ، تنش و میکروساختار مستعد به ترک ، می باشند که در خصوص اثر تنش پسماند این نتیجه حاصل شد که اختلاف جهت جوشکاری در ناحیه بالا و پایین لوله که به ترتیب جوشکاری در موقعیت ساعت 12 و موقعیت ساعت 6 اطلاق میشوند ممکن است با میزان تنش باقی مانده در محیط و در نتیجه تشدید ایجاد ترک هیدروژنی در جوش ارتباط مستقیم داشته باشند. پروژه حاضر در ادامه کار مالک و صرافان به منظور بررسی تنش پسماند و مقایسه دو جهت مختلف جوشکاری که در دو موقعیت 6 و 12 وجود دارد،یعنی در موقعیت ساعت12 که دو الکترود از هم دور میشوند و در موقعیت ساعت 6 که دو الکترود بهم نزدیک میشوند، بکمک شبیه سازی بروش اجزاء محدود تعریف شد. در این تحقیق از نرم افزار اجزا محدود abaqus v6.10 استفاده شد.و در این شبیه سازی جوشکاری در 4 پاس انجام شده است. برای مدل کرن فلز پرکن، از تکنیک فعال و غیرفعال کردن المان استفاده شدحرارت ورودی بصورت حجمی در نظر گرفته شد .جنس فولاد مورد استفاده api 5l x70 بوده و خواص مواد نیز وابسته به دما انتخاب شدند. برای صحه گذاری نتایج و اطمینان حاصل کردن از صحت شبیه سازی انجام شده نتایج شبیه سازی با تعدادی از داده های اندازه گیری شده در تست عملی جوشکاری مقایسه شدند و مقایسه ها نشان داد نتایج شبیه سازی با داده های تجربی مطابقت قابل قبولی دارند. نتایج نشان دادند،تنشهای پسماند طولی با اختلاف جهت جوشکاری در دو موقعیت ساعت 12 و 6 لوله، با شرایط بکار گرفته شده در این پژوهش که نزدیک به شرایط واقعی انتخاب شده است، در فلز جوش بین 50 تا 300 مگاپاسکال اختلاف نشان میدهد و در موقعیت ساعت 12 یعنی هنگامی که دو الکترود از هم دور میشوند تنشهای پسماند کمتری در فلز جوش باقی میماند. بدلیل هزینه بر بودن محاسبه تنشهای پسماند در عمل و عدم دسترسی به تمام نقاط جوش و اختلاف ریز ساختار نواحی مختلف جوش که منجر به بروز خطا در روشهای اندازه گیری تجربی میشود،شبیه سازی جوشکاری میتواند جایگزین مناسبی برای تحلیل رفتار مواد و انتخاب بهترین حالت جوشکاری برای کمینه کردن تنش هاس پسماند و اعوجاجات و در نتیجه هزینه های تعمیر و جوشکاری مجدد باشد.