پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 432 |
| تعداد مقالات | 5,608 |
| تعداد مشاهده مقاله | 7,287,715 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,120,958 |
بررسی عددی جریان مذاب و عمق نفوذ HAZ در فرآیند جوشکاری لیزر ورق از جنس آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 20، دوره 49، شماره 2، مرداد 1396، صفحه 523-430 اصل مقاله (1.03 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2016.752 | ||
| نویسندگان | ||
| جابر ملکی نژاد؛ مجید قریشی* ؛ علی خرم | ||
| دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله توزیع دما، جریان مذاب و عمق نفوذ منطقه متأثر از حرارت در فرآیند جوشکاری لیزر آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V در ورق‌های به ضخامت 7/1 میلی‌متر بررسی شده است. به علت هزینه بالای آزمایش‌های مربوط به جوشکاری لیزر، از روش حجم محدود به منظور پیش‌بینی رفتار جوش روی قطعه استفاده می‌گردد. شبیه‌سازی، یکی از روش‌های کاهش هزینه و یافتن تنظیمات بهینه می‌باشد. برای شبیه‌سازی از روش حجم محدود سیال و از نرم‌افزار اپن فوم استفاده است. برای صحه‌گذاری روش پیشنهادی، از نتایج تجربی حاصل شده در زمینه شکل هندسی جوش و توزیع دمای ناشی از فرآیند جوش استفاده می‌شود. شبیه‌سازی فرآیند مذکور با در نظر گرفتن نیروهای شناوری و مارانگونی و فرضیات بوزینسک انجام می پذیرد. خواص ترمودینامیکی مستقل از دما و خواص مکانیکی آلیاژ با منبع حرارت گوسین در نظر گرفته شده است. نتایج عددی و تجربی تطابق خوبی با یکدیگر داشته و مدل شبیه‌سازی شده برای این نوع فرآیند جوشکاری، پیش‌بینی خوبی از توزیع دما، جریان مذاب و همینطور عمق نفوذ مذاب در قسمت‌های مختلف قطعه را ارائه می‌دهد. برای همین مدل شبیه‌سازی شده قابل استفاده در طراحی و ارزیابی پارامترهای مختلف جوشکاری قطعات می‌باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| جوشکاری لیزر؛ جریان مذاب؛ روش حجم محدود؛ توزیع دما | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Numerical study of melt flow and depth of HAZ in laser welding of titanium alloy plate Ti6Al4V | ||
| نویسندگان [English] | ||
| J. Maleki Nejad؛ M. Ghoreishi؛ A. Khorram | ||
| Department of Mechanical Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this paper, temperature distribution, melt flow and depth of heat affected zone (HAZ) in LASER welding of Ti6A14V Titanium alloy platen of 1.7 mm thickness have been studied. Due to high costs of practical LASER welding experiments, finite volume method was employed to predict the weld behavior on the specimen. Simulation is an superior method in finding optimized settings which reduces the costs as well. Fluid finite volume method and Open Foam software were employed in simulation. In order to verify the simulation results, experimental data obtained from weld geometry and temperature distribution were used. Buoyancy and Marangoni forces and boussinesq assumptions, were considered intently in simulation process. Moreover, thermodynamic properties were assumed independent of temperature and Gaussian heat source was employed for mechanical properties. Numerical results have good agreement with experimental results. The developed model can predict temperature distribution, melt flow in different parts of plate and melt penetration depth properly. This model can also be used for design and evaluation of welded parts. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Laser welding, Melt flow, Finite volume method, temperature distribution | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] m. safian, m. akhlaghi, Determine the temperature distribution and residual stresses during welding with nonlinear finite element method with using a double ellipsoid heat source model in: 15th Annual Conference of Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology, 1386. [2] E. Abedini, H. Ajam, M. Yazdi, Three-dimensional simulation of fluid flow in the laser welding process,in: 16th Annual Conference of Mechanical Engineering,Faculty of Engineering, Shahid Bahonar University,1387. [3] K. Abderrazak, W. Kriaa, W. Ben Salem, H. Mhiri, G.Lepalec, M. Autric, Numerical and experimental studies of molten pool formation during an interaction of a pulse laser (Nd: YAG) with a magnesium alloy, Optics & Laser Technology, 41(4) (2009) 470-480. [4] F. Javidrad, H. Farghadani, M. Haydari, M. Mashayekhy,An investigation into the microstructure and echanical properties of Ti-3Al -2.5V under micro-plasma arc welding, Modares Mechanical Engineering, 13(14) (2014) 199-209. [5] R.D. Cook, Concepts and applications of finite element analysis, John Wiley & Sons, (2007). [6] A.-K. Nehad, Enthalpy technique for solution of Stefan problems: application to the keyhole plasma arc welding process involving moving heat source, International communications in heat and mass transfer, 22(6) (1995)779-790. [7] H. Du, L. Hu, J. Liu, X. Hu, A study on the metal flow in full penetration laser beam welding for titanium alloy,Computational materials science, 29(4) (2004) 419-427. [8] R. Rai, J. Elmer, T. Palmer, T. DebRoy, Heat transfer and fluid flow during keyhole mode laser welding of tantalum, Ti-6Al-4V, 304L stainless steel and vanadium,Journal of physics D: Applied physics, 40(18) (2007)5753-5763. [9] Q. Han, D. Kim, D. Kim, H. Lee, N. Kim, Laser pulsed welding in thin sheets of Zircaloy-4, Journal of Materials Processing Technology, 212(5) (2012) 1116-1122. [10] R. Keanini, B. Rubinsky, PLASMA-ARC WELDING UNDER NORMAL AND ZERO GRAVITY, Welding Journal, 69(6) (1990) 41-50. [11] X. He, P. Fuerschbach, T. DebRoy, Heat transfer and fluid flow during laser spot welding of 304 stainless steel, Journal of Physics D: Applied Physics, 36(12) (2003) 1388-1398. [12] L. Yang, X. Peng, B. Wang, Numerical modeling and experimental investigation on the characteristics of molten pool during laser processing, International Journal of Heat and Mass Transfer, 44(23) (2001) 4465-4473. [13] E. Akman, A. Demir, T. Canel, T. S?nmazçelik, Laser welding of Ti6Al4V titanium alloys, Journal of materials processing technology, 209(8) (2009) 3705-3713. [14] B.-C. Sim, W.-S. Kim, Melting and dynamic-surface deformation in laser surface heating, International journal of heat and mass transfer, 48(6) (2005) 1137-1144. [15] M.D. H.Wangand, Tensile properties of LBW welds in Ti-6Al-4V alloy at evaluated temperatures below 450 oC,Materials Letters, 57(12) (2003) 1815- 1823. [16] G.O. Brown, The history of the Darcy-Weisbach equation for pipe flow resistance, Environmental and Water Resources History, 38(7) (2002) 34-43. [17] J.G. Berryman, S.C. Blair, Kozeny-Carman relations and image processing methods for estimating Darcy's constant, Journal of Applied Physics, 62(6) (1987) 2221-2228. [18] T. Behrens, OpenFOAM's basic solvers for linear systems of equations, Solvers, preconditioners,smoothers, (2009). [19] J. Nocedal, S.J. Wright, Conjugate gradient methods,Springer, 2006. [20] X. Cao, M. Jahazi, Effect of welding speed on butt joint quality of Ti-6Al-4V alloy welded using a high-power Nd: YAG laser, Optics and Lasers in Engineering, 47(11)(2009) 1231-1241. [21] A. Khorram, M. Ghoreishi, M.R.S. Yazdi, M. Moradi,Optimization of Bead Geometry in CO2 Laser Welding of Ti 6Al 4V Using Response Surface Methodology,Engineering, 3 (2011) 708-712. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,935 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 2,906 |
||
