28966

مطالعات عددي و تجربي جوش نقطه¬اي مقاومتي اتصال غير همجنس منيزيم – فولاد

كارشناسي ارشد

مكانيك- ساخت و توليد

1402

1402/07/09

محمد صديقي

مكانيك

با هدف كاهش وزن سازه¬هاي فلزي بخصوص در خودروها، استفاده از فلزات با وزن كمتر نسبت به فولاد و آلياژهاي آهني مورد توجه قرار گرفته است. منيزيم يكي از فلزات سبك مي¬باشد كه در ساليان اخير از سوي محققان مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه به اينكه اتصال غالب ورقهاي فلزي در خودروسازي، جوش نقطه¬اي مقاومتي غير همسان مي¬باشد، در اين پايان¬نامه اتصال غير همسان منيزيم AZ31 با فولاد گالوانيزه مورد بررسي قرار گرفته است. در ابتدا ضخامت پوشش گالوانيزه به عنوان يك پارامتر در نظر گرفته شد و چند مرحله آزمايش با دستگاه¬هاي جوش جريان مستقيم و جريان متناوب انجام گرفت. در ادامه براي طراحي آزمايشات از روش سطح پاسخ استفاده شد و سه پارامتر(جريان، زمان و نيرو) فرآيند جوشكاري نقطه¬اي مقاومتي در پنج سطح تعريف شده و ساير پارامترها ثابت فرض شده اند. همچنين به جهت بررسي عددي فرآيند، يك مدل در نرم¬افزار آباكوس شبيه¬سازي و ابعاد دكمه جوش با نمونه تجربي آزمايش شده در همين پايان¬نامه مقايسه گرديد. جهت بررسي كيفي و كمي نمونه¬ها، آزمونهاي مكانيكي و ريزساختارسنجي از جمله آزمون كشش، ريزسختي¬سنجي، ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده شد. نتايج نشان¬دهنده افزايش استحكام كششي اتصال با افزايش ضخامت پوشش به دليل اصلاح ساختار ناحيه اتصال به واسطه نفوذ عنصر روي بود. در بررسي اثر پارامترها، جريان الكتريكي به عنوان اثرگذارترين پارامتر معرفي شد و مدل ارائه شده با طراحي آزمايش با خطايي كمتر از %10 قادر به پيش¬بيني نتايج تجربي در بازه پارامترهاي انتخابي بود. در بخش عددي، شبيه¬سازي انجام گرفته با خطاي %25 ارتفاع دكمه جوش و با خطاي %3 قطر دكمه جوش را پيش¬بيني كرد.

1402/08/05

Numerical and experimental study of resistance spot welding of magnesium - steel dissimilar joint

9/30/2024 12:00:00 AM

With the aim of reducing the weight of metal structures, especially in automobiles, the use of metals with lighter weight compared to steel and iron alloys has received attention. Magnesium is one of the lightweight metals that has been studied by researchers in recent years. Considering that the predominant joining method for metal sheets in automotive industry is resistance spot welding, this thesis investigates the dissimilar joining of magnesium AZ31 alloy with galvanized steel. Initially, the thickness of the galvanized coating was considered as a parameter, and several experiments were conducted using direct current and alternating current welding machines. Subsequently, the response surface methodology was employed for experimental design, and three parameters (current, time, and force) of the resistance spot welding process were defined at five levels, while other parameters were kept constant. Furthermore, for numerical analysis of the process, a model was simulated using Abaqus software and compared with the dimensions of the welded nugget obtained from the experimental sample in this thesis. To examine the quality and quantity of the samples, mechanical tests and microstructural characterization, including tensile testing, microhardness testing, optical microscopy, and scanning electron microscopy, were employed. The results indicated an increase in tensile strength of the joint with an increase in the thickness of the coating due to the modification of the joint area structure through the diffusion of zinc. In the investigation of the parameters, electrical current was identified as the most influential parameter, and the proposed model, with an error of less than 10%, was capable of predicting the experimental results within the selected range of parameters. In the numerical section, simulation was performed, predicting the height of the welded nugget with an error of 25% and the diameter of the welded nugget with an error of 3%.

جوش نقطه اي مقاومتي , اتصالات غيرهمسان , منيزيم , ضخامت پوشش

Resistance spot welding , dissimilar joints , magnesium , Coating thickness

sadegh bidarmaghz

mohammad sedighi