Ark kaynak işlemi sonucu oluşan kalıntı gerilmelerin deneysel ve sonlu elemanlar simülasyonu ile incelenmesi
An investigation of residual stress occurring as a result of arc welding operation by experimental and finite element simulation methods
- Tez No: 256718
- Danışmanlar: PROF. DR. NİHAT AKKUŞ, YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN KURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Teknik Eğitim, Metalurji Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Technical Education, Metallurgical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kalıntı gerilmeleri, Kaynak dikişleri, Kaynak modelleri, Kaynak performansı, Kaynak yöntemleri, Kaynaklı yapılar, Sonlu elemanlar, Sonlu elemanlar analizi, Residual stresses, Welding seams, Resource models, Welding performance, Welding methods, Welded structures, Finite elements, Finite element analysis
- Yıl: 2009
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüz sanayinde firmalar rekabet güçlerini arttırabilmek için robot otomasyon sistemlerini uygulamaya koymaktadırlar. Böylece robotik kaynak uygulamaları her geçen gün artan üretim miktarları ve kalite ihtiyacına bağlı olarak gelişmektedir. Kaynak esnasında yüksek ısı girdisi metalin genleşmesine sebebiyet verir ve soğumaya bırakılınca metal büzülmeye çalışır. Bu büzülme sıcaklığı daha az olan bölge tarafından engellenerek, kalıntı gerilmelerin oluşmasına neden olur. Kalıntı gerilmeler parçanın kullanılma esnasında hasar görmesine sebebiyet verebilmektedir.Bu çalışmada, sabitlenmiş aynı malzemeden ve aynı ebatlardaki saclar robotlu kaynak sistemi kullanılarak 4 mm/sn, 7 mm/ sn ve 10 mm/sn hızlarında diğer parametreler sabit olacak şekilde kaynatılmıştır. Kaynak esnasında termokupul kullanılarak sıcaklık ölçümü yapılmıştır. Kaynak işlemi sonrasında oda sıcaklığına kadar sacın soğuması beklenmiş ve ısı girdisine bağlı olarak oluşan kalıntı gerilmeler delik delme metodu kullanılarak incelenmiştir.Aynı ark kaynağı için MSC. Marc Mentat 2007 yazılımı kullanılarak simülasyon modellemesi yapılmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi ile 3 boyutlu modellemesi yapılan malzemenin üzerinden Von Mises gerilim değerleri, erişilen maksimum sıcaklık ve ısınma hızı incelenmiştir.Deneyler neticesinde, düşük hızda yapılan kaynaklı birleştirme işleminde termokupul ile sıcaklık ölçümü sonucuna göre yüksek sıcaklık değeri elde edilmiştir. Kalıntı gerilme ölçüm deneyinde ise kaynak hızı arttıkça daha düşük gerinim ve kalıntı gerilme değerleri elde edildiği görülmüştür.Deneysel yolla elde edilen değerler ile sonlu elemanlar yöntemiyle elde edilen değerler karşılaştırılmıştır. Sonuçlara göre kaynak hızı arttıkça ısı girdisi azalmaktadır. Kaynaklı birleştirmede ısı girdisi azaldıkça kalıntı gerilmede azalmaktadır.
Özet (Çeviri)
Recent years, firms have been applying robot automation system to increase their power in the competition. So, robotic welding applications have improved depending on amount of production and need for quality that is increasing day by day. During welding, high heat flux causes expansion of metal. And after metal is left for cooling, then it strives to shrink. Since that contraction is obstructed by the area that has less heat, residual stress occurs. Residual stress could cause damage on component during usage.In this study, fixed sheet metal, which are made of same material and at the same dimensions, are welded with speeds of 4 mm/sn, 7 mm/sn and 10 mm/sn by using robotic welding system. During welding process, measurement of heat was done by using thermocouple. After welding process, it is waited for a while for cooling of sheet metal down to room temperature. And residual stress occurred due to heat flux was observed by using hole drilling method.Simulation modelling for the same arc welding was done by Marc Mentat 2007 software. Von Mises stress values, reached maximum temperature and heat speed was observed via material whose 3-dimensional modelling is done by finite element method.As a result of experiment, high temperature values were measured at welded combining operation that was done slower than the measurement results by the help of thermocouple. Depending on that when welding speed increase less stress and residual stress values are obtained in residual stress measurement experiment.Finally, and values gathered by experimental way were compared with values gathered by finite element method. According to results, as welding speed increases, heat flux decreases. At the welded combining as heat flux decreases, residual stress decreases too.
Benzer Tezler
- Zırh çeliğinin kaynak sonrası mekanik ve balistik özelliklerinin incelenmesi
Inspection of mechanical and ballistic properties of armor steel after welding
SERKAN KEÇE
- TIG ergitme yöntemi kullanılarak AISI 1040 orta karbonlu çelik yüzeyinin grafit takviyeli ferro ti ile kaplanabilirliğinin incelenmesi
Investigation of coating surface of AISI 1040 medium carbon steel with graphite reinforced ferro ti using tig melting methodd
SERKAN GÖK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Batman ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Sürtünme karıştırma kaynak yöntemiyle birleştirilmiş alüminyum-magnezyum sisteminin mikro ark oksidasyonu
Micro arc oxidation of aluminum-magnesium system joined by fricton stir welding
EMİR KARAÇAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
İstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Sualtı-kaynak kesme yöntemleri ve parametrelerinin incelenmesi
The Inspection of underwater welding-cutting methods and parameters
RECEP KALYONCU
- AISI 4340 çeliğinin nitrürasyon ve GTA kaynak yöntemi ile yüzey modifikasyonu işlemleri sonrası mekaniksel davranışların araştırılması
The investigation of mechanical behavior of surface modification treatments, GTA welding process and nitriding of AİSİ 4340
SONER BUYTOZ