أستقصاء توزيع الأجهادات الحرارية في عملية اللحام النقطي بالليزر
الملخص
يهدف هذا البحث الى دراسة عملية اللحام النقطي بالليزر لصفائح الكاربون المنخفض الفولاذية تحليليا و عدديا. الجانب التحليلي أعتمد على مجموعة ثابتة من المعادلات التي تمثل التفاعل بين شعاع الليزر والمعدن. أما الجانب العددي فقد أستند على تحليل عنصر ثلاثي الأبعاد لتمثيل الحرارة المتولدة أثناء عملية اللحام النقطي أخذين بنظر الأعتبار أعتماد الخصائص الفيزيائية والحرارة الكامنة على درجات الحرارة بأستخدام برنامج ANSYS 10.0 متعدد الأغراض. تم في هذا البحث دراسة تأثير متغيرات شعاع الليزر على توزيع درجات الحرارة, الأجهاد الحراري, وأبعاد منطقة الليزر. لقد لاحظنا من خلال النتائج وجود أرتباط جيد بين الجانبين التحليلي والعددي. وقد تم ملاحظة حصول أرتفاع كبير جدا في درجات الحرارة أثناء اللحام بالليزر في مركز البقعة ثم يبدأ بالتناقص بصورة كبيرة كلما أبتعدنا بالأتجاه الشعاعي. كذلك تمت ملاحظة تولد أجهاد حراري متبقي حول بقعة الليزر بسبب الأنفعال اللدن موزعا في منطقة ضيقة جدا لاتتجاوز 1.0 ملليمتر وهذا يدل على أن عملية اللحام بالليزر فعالة لتخفيض الأجهادات الحرارية المتبقية نتيجة عملية اللحام. ايضا تم الأستنتاج بأن الإجهاد على طول الإتّجاه الجانبي للقطعة الملحومة قد تغيّر من الأجهاد الأنضغاطي في البقعة تحت شعاع الليزر وأجهاد شد بعيدا عن البقعة في لحظة نهاية اللحام إلى أجهاد شد في البقعة تحت شعاع الليزر وأجهاد أنضغاط بعيدا عن البقعة عندما برّدت، وهذا يتوافق مع الأدبيات المنشورةالتي لها علاقة بالموضوع.
التنزيلات
المراجع
[2] J.R.Barber, 1984, "Thermoelastic displacements and stresses due to heat source moving over the surface of half plane," J. Appl. Mech., 51:636-340.
[3] N.Sumi, R.B.Hetnazske, and N.Noda, 1987, "Transient thermal stresses due to a local source of heat moving over the surface of an infinite slab," J. Therm. Stresses, 10:83-96.
[4] I.C.Sheng and Y.Chen, 1991, "Thermoelastic analysis for a semi-infinite plane subjected to a moving Gaussian heat source," J. Therm. Stresses, 14:129-141.
[5] M.Vicanek, A.Rosch, F.Piron, and G.Simon, 1994, "Thermal deformation of a solid surface under laser irradiation," Appl. Phys., 59:407-412.
[6] N.Postacioglu, P.Kapadia, and J.M.Dowdeu, 1997, "The thermal stress generated by a moving elliptical weld pool in the welding of thin metal sheets," Journal of Physics, D:Applied Physics, 30:2304-2312.
[7] Y.Dain, P.D, Kapadia, and J.M.Dowden, 1999, "The distortion gap width and stresses in laser welding of thin elastic plates," J. Phys. D:Appl. Phys., 32:168-175.
[8] L.J.Yang and Z.M.Xiao, 1995, "Elastic-Plastic modeling of the residual stress caused by welding," J. Materials Processings Technology, 84:589-601.
[9] S.Fujii, N.Takahashi, S.Sakai, T.Nakabayashi, and M.Muro, 2000, "Development of 2D simulation model for laser welding," Proc. SPIE, 3888:115-214.
[10] M.R.Frewin and D.A.Scott, 1999, "Finite element model of pulsed laser welding," welding J., 78:15-22.
[11] M.K.Apalak, K.Aldas, and F.Sen, 2003, "Thermal non-linear stresses in an adhesively bonded and laser spot welded single-lap joint during laser-metal interaction," J. Materials Processing Technology, 142:1-19.
[12] W.W.Duley, 1999, Laser Welding, Wiley, New York, NY.
[13] A.De, S.K.Maiti, C.A.Walash and H.K.D.H.Bhadeshia, 2003, "Finite element simulation of laser spot welding," Science and Technology of Welding and joining, Vol.8, No.5:377-384.
[14] B.S.Yilbas, S.A.Gbadebo, and M.Sami, 2000, "Laser heating: an electro-kinetic theory approach and induced thermal stresses," Optics and Laser Engineering, 33:65-79.
[15] S.A.Tsirkas, P.Papanikos, Th.Kermanidis, 2003, "Numerical simulation of the laser welding process in butt-joint specimens," Journal of Materials Processing Technology, 134:59-69.
[16] Nabeel K. Alsahib, Somer M. Nacy, Faiz F. Mustafa, 2008, “Spot welding residual stresses assessment using nonlinear numerical technique”, Journal of Eng., College of Eng., University of Baghdad, Vol.14, No.1:2202-2215.
التنزيلات
منشور
إصدار
القسم
الرخصة
حقوق الطبع والنشر: يحتفظ مؤلفو الوصول المفتوح بحقوق الطبع والنشر لاعمالهم، ويتم توزيع جميع مقالات الوصول المفتوح بموجب شروط ترخيص Creative Commons Attribution License، والتي تسمح بالاستخدام غير المقيد والتوزيع والاستنساخ في أي وسيط، بشرط ذكر العمل الأصلي بشكل صحيح. إن استخدام الأسماء الوصفیة العامة، والأسماء التجاریة، والعلامات التجاریة، وما إلی ذلك في ھذا المنشور، حتی وإن لم یتم تحدیدھ بشکل محدد، لا یعني أن ھذه الأسماء غیر محمیة بموجب القوانین واللوائح ذات الصلة. في حين يعتقد أن المشورة والمعلومات في هذه المجلة صحيحة ودقيقة في تاريخ صحتها، لا يمكن للمؤلفين والمحررين ولا الناشر قبول أي مسؤولية قانونية عن أي أخطاء أو سهو قد يتم. لا يقدم الناشر أي ضمان، صريح أو ضمني، فيما يتعلق بالمواد الواردة في هذه الوثيقة.
