بررسی تأثیر ترتیب جوشکاری و فرآیند هیدروتست بر تنش‌های پسماند جوشی در لوله‌های فولادی زنگ‌نزنSUS304

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

ایرانی

چکیده

در تحقیق حاضر توزیع دما و تنش‌های پسماند در اتصال جوشی لوله‌های فولادی زنگ‌نزن SUS304 با تحلیل ترمو- الاستیک- پلاستیک و به روش عددی محاسبه شده است. این اتصال جوشی، یک اتصال لب به لب محیطی است که جوشکاری در دو پاس به روش قوس تنگستنی با گاز محافظ صورت گرفته است. فرآیند جوشکاری به صورت دو بعدی و سه‌ بعدی در نرم‌افزار اجزای محدود ABAQUS، به کمک یک زیر‌برنامه به منظور اعمال شار حرارتی، شبیه‌‌سازی شده است. جهت مدل‌سازی پاس‌های جوش و ورود المان‌های مذاب به داخل حوضچه‌ی جوش از تکنیک تولّد و مرگ المان‌ها سود برده شده است. پس از مدل‌سازی فرآیند، تاثیر ترتیب جوشکاری بر شکل‌گیری تنش‌های پسماند در لوله با در نظر گرفتن چهار نوع حرکت پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته است. در پایان تاثیر فرآیند هیدروتست پس از جوشکاری بر کاهش تنش‌های پسماند مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد انتخاب ترتیب مناسب جوشکاری می‌تواند تنش‌های پسماند کششی را به صورت قابل ملاحظه ای کاهش و در مواقعی آن‌ها را به تنش‌های فشاری تبدیل نماید. همچنین، بارگذاری هیدروتست پس از فرآیند جوشکاری می‌تواند تا 65 درصد تنش‌های پسماند جوشی را کاهش دهد.

عنوان مقاله [English]

Effect of Welding Sequence and Hydrotest Process on Welding Residual Stresses in Stainless Steel SUS304 Pipes

نویسندگان [English]

  • Mohammad Mashayekhi
  • Hadi Hedayati
چکیده [English]

In the present study, temperature fields and residual stress states in the weld joint of the stainless steel pipe are computed numerically using a thermo-elastic-plastic analysis. This weld joint is a circumferential butt-weld one and is done in two passes using gas tungsten arc welding. Welding procedure is simulated in two and three dimensions using a subroutine developed in finite element ABAQUS software for applying heat flux. Furthermore, the element birth and death technique is used to simulate weld passes and filler metal deposition into the weld pool. When the simulation is done, the effect of welding sequence on welding residual stresses are considered using four different welding sequences proposed. Finally, the effect of hydrotest process in decreasing the residual stresses is evaluated. The results of the simulation show that selecting a suitable welding sequence can substantially decrease the amount of tensile residual stresses and can change them to compressive stresses in certain situations. Also the results of this research show that applying a hydrotest pressure after welding process can reduce welding residual stresses up to 65%.