Numerical and experimental investigations of welded butt joints of

تمت محاكاة عملية اللحام بطريقة (قطب التنجستين المحمي بالغاز) أو (لحام القوس الكهربائي المحمي بالغاز) لوصلة لحام متقابلة بطريقة العناصر المحددة. كان المعدن الأساس هو فولاذ مقاوم للصداء (304). بني النموذج العددي اعتمادا على مصدر حراري متحرك ؛ مادة متغيرة المواصفات مع درجة الحرارة ؛ انتقال حرارة غير مستقر لمادة متغيرة الطور, و لتحليل ميكانيكي. المتغيرات المدروسة عدديا كانت تيار اللحام (تراوح بين80 إلى 150 أمبير) اعتمادا على سمك الصفيحة الملحومة ؛ سرعة اللحام ؛ و تأثير مادة الصفيحة الخلفية التي توضع عليها وصلة اللحام (فولاذ كربوني أو نحاس). تم التوصل عدديا إلى قيم التوزيع الزمني لدرجات الحرارة بالاتجاه الأفقي و العمودي. بينت النتائج العددية أن زيادة تيار اللحام يؤدي إلى تقليل حجم منطقة الانصهار. أن استخدام صفيحة نحاس تحت القطع الملحومة عملت كمصب حراري جيد لنقل الحرارة من الوصلة الملحومة مقارنة باستخدام قطعة من الفولاذ الكاربوني. أظهرت النتائج العملية أن زيادة تيار اللحام يؤدي إلى زيادة الصلادة الدقيقة و صغر البنية المجهرية. تم التوصل عمليا أن زيادة معدل التبريد أدت إلى جعل القيم العظمى للبنية المجهرية تتواجد على الحد الفاصل بين منطقة الانصهار و المنطقة المتأثرة بالحرارة. Simulation of welding process (TIG or GTAW) of butt joint using finite element analysis is presented. The base metal is ST (304). The numerical model developed by include moving heat source, temperature dependent material properties, phase change and transformation, and mechanical analysis. The parameters studied numerically were welding current ranging between (80-150A) depending on, welding velocity, plate thickness (2.5mm-5mm), and material of the heat sink (carbon steel and copper). The numerical results show that increasing the welding current with increasing of welding speed decreases the fusion zone area. Using copper plate underneath the welded plates acts as a dissipation heat sink which generates stronger heat gradient compared with carbon steel plate. The experimental results show that increasing welding current leads to increasing the micro hardness, and the microstructure becomes smaller. Due to increasing cooling rate the microhardness have maximum value at the boundary between the Fusion zone and heat affected zone.