پایان نامه ارشد بررسی و بهبود اندازه لبه چرخ الکترود در جوشکاری مقاومتی نواری پیوسته

چکیده

پارامترهای بسیاری در فرآیند جوشکاری مقاومتی نواری وجود دارند که بر کیفیت محصول تولیدی تاثیر می گذارند. کیفیت جوش نواری قطعه تولیدی را می توان با انجام آزمون هایی مانند بازرسی چشمی، آزمون پیل، آزمون چسبندگی، آزمون ماکروگرافی و آزمون میکروسختی سنجی ویکرز آزمایش و بررسی نموده و در صورت نیاز با تنظیم مجدد پارامترهای جوشکاری آن را بهینه نمود تا میزان ضایعات تولید کاهش یابد. اندازه پهنای لبه چرخ الکترود یک پارامتر مهم در این فرآیند است که مقدار آن در استاندارد BS و تحقیقات انجام گرفته توسط جانوتا تعیین شده است.

در این تحقیق، تاثیر اندازه های مختلف پهنای لبه چرخ الکترود بر روی کیفیت جوش مقاومتی نواری با ثابت نگه داشتن پارامترهای زمان جوش، نرخ جریان الکتریکی، سرعت جوش، نیروی فشاری، جنس و ضخامت قطعه کار و سیستم خنک کاری مورد بررسی قرار گرفته است. برای این بررسی از روش جدید آزمون چسبندگی که رفتار جوش را بسیار واضح بیان می کند، استفاده شده است. این تست، به دو روش آزمون تجربی و شبیه سازی به وسیله المان محدود (با استفاده از نرم افزار CATIA) انجام شده است. یافته های آزمون های تجربی و شبیه سازی المان محدود نشان می دهد که مقادیر اندازه پهنای لبه چرخ الکترود، طبق فرمول BS و تحقیق جانوتا محافظه کارانه است و می توان اندازه پهنای لبه چرخ الکترود را بدون تاثیر بر کیفیت جوش مقاومتی نواری کاهش داد.

خلاصه فصل ها

در فصل دوم به مبانی نظری فرآیند جوش مقاومتی نواری و پارامترهای تاثیرگذار در این فرآیند پرداخته شده تا در نهایت با مروری بر پیشینه تحقیقات منتشر شده به تعریف مساله و محدوده مطالعه پرداخته شود.

در فصل سوم، آزمون های تجربی و استانداردها و روش انجام آنها و همچنین شبیه سازی المان محدود آزمون چسبندگی بیان شده است.

در فصل چهارم به بررسی و تحلیل یافته های تجربی که از آزمون های تجربی و یافته های المان محدود که از خروجی نرم افزار CATIA استخراج می شوند، پرداخته شده است.

در فصل پنجم، خلاصه ای از نتایج تحقیق و نوآوری ها به همراه پیشنهادهایی برای بررسی و تحقیقات بعدی بیان شده است و در فصل ششم، مراجع تحقیق ارائه شده است

تعریف مساله و هدف تحقیق

رقابت شدید میان تولید کنندگان خودرو در سطح جهان باعث شده است که مدیران این شرکت ها به دنبال پایین آوردن هزینه های تولید باشند. تولید قطعات معیوب یکی از مسائل مهم در تولید می باشد که باعث به هدر رفتن منابع سازمان (زمان و هزینه) می شود. گر چه برخی از تولید کنندگان، تولید قطعات معیوب را امری اجتناب ناپذیر می دانند، ولی همواره باید سعی نمود تا میزان تولید قطعات معیوب کاهش یابد و یا به صفر برسد. برای رسیدن به این مقصود شناخت کامل فرآیند تولید قطعات، شناخت عوامل تاثیرگذار در کیفیت و در نهایت انجام آزمون های متنوع کیفیت ضروری می باشد. فرآیند جوشکاری مقاومتی نواری کاربرد گسترده ای در صنعت مانند تولید باک موتورسیکلت، تولید مخازن تحت فشار، رادیاتورها و صنایع نظامی دارد. متاسفانه در این زمینه منابع علمی محدودی به زبان فارسی در کشور ما وجود دارد و حتی منابع انگلیسی مختلف نیز نواقصی دارند.

قطعاتی که به روش جوشکاری مقاومتی نواری به یکدیگر اتصال می یابند باید جوشی آببند داشته باشند. برخی مواقع علاوه بر استحکام مکانیکی جوش، کیفیت سطح ورق در ناحیه جوشکاری نیز مهم می باشد. در این فرآیند پارامترهای بسیاری از جمله سرعت جوشکاری، جریان الکتریکی، نیروی فشاری، شکل چرخ الکترود، نحوه خنک کاری دستگاه و قطعه کار و غیره بر کیفیت محصول تاثیر می گذارند. کیفیت جوش نواری قطعه تولیدی را می توان با انجام چند آزمون مانند بازرسی چشمی، آزمون پیل، آزمون چسبندگی، آزمون ماکروگرافی و آزمون میکروسختی سنجی ویکرزآزمایش و بررسی نموده و در صورت نیاز با تنظیم مجدد پارامترهای جوشکاری آن را بهینه نمود تا میزان ضایعات کاهش یابد. شکل چرخ الکترود یکی از پارامترهای مهم در این فرآیند است و محدودیت منابع علمی در زمینه آن وجود دارد. در این تحقیق پارامترهای سرعت جوشکاری، جریان الکتریکی

فرمت فایل word

تعداد صفحات 119

فهرست مطالب

فصل 1: مقدمه

1-1 تعریف مساله و هدف تحقیق.. 2

1-2 خلاصه فصل ها 3

فصل 2: نظری و پیشینه تحقیق.

2-1 مقدمه. 5

2-2 جوشکاری مقاومتی نواری.. 5

2-3 روش های جوشکاری مقاومتی نواری.. 8

2-4 معرفی پارامترهای جوشکاری مقاومتی نواری.. 11

2-4-1 مقاومت الکتریکی.. 12

2-4-1-1 اثر شنت یا توازی.. 13

2-4-2 زمان جوش... 14

2-4-3 جریان جوش... 20

2-5 چرخ الکترود. 23

2-5-1 پهنای لبه و قطر چرخ الکترود. 24

2-6 رشد دکمه جوش در جوش مقاومتی نواری پیوسته. 28

2-8 دستگاه جوش مقاومتی نواری.. 33

2-8-1 سری الکترود یا گان.. 35

2-8-2 مراحل کار دستگاه جوش مقاومتی نواری.. 37

2-8-3 روش های چرخاندن چرخ های الکترود. 39

2-8-3-1 چرخاندن به روش غلتک آجدار یا اصطکاکی.. 39

2-8-3-2 چرخاندن به روش چرخ دنده ای.. 40

2-8-4 خنک کاری در دستگاه جوش مقاومتی نواری.. 40

2-8-4-1 خنک کاری سیکل بسته. 41

2-8-4-2 خنک کاری سیکل باز. 41

2-9 مزایای جوشکاری مقاومتی نواری.. 42

2-10 محدودیت های جوشکاری مقاومتی نواری.. 43

2-11 پیشینه تحقیق.. 43

2-11-1 پیشینه تحقیق به روش تجربی- تحلیلی.. 43

2-11-2 پیشینه تحقیق به روش المان محدود. 53

2-12 نتیجه گیری و محدوده مورد مطالعه. 59

فصل 3: روش تجربی و المان محدود تحقیق

3-1 مقدمه. 65

3-2 مفروضات آزمون های تجربی.. 66

3-3 آزمون ها و استانداردها 67

3-3-1 بازرسی چشمی جوش نواری.. 68

3-3-2 آزمون پیل.. 68

3-3-2-2- ابزار آزمون پیل.. 70

3-3-2-3 انجام آزمون پیل.. 70

3-3-3- آزمون میکروسختی سنجی ویکرز. 72

3-3-4 آزمون ماکروگرافی.. 72

3-3-4-1 نمونه سازی و انجام آزمون ماکروگرافی.. 73

3-3-5 آزمون چسبندگی.. 73

3-3-5-1 نمونه سازی و انجام آزمون چسبندگی.. 74

3-3-6 شبیه سازی آزمون چسبندگی به روش المان محدود. 75

3-3-6-1 مدلسازی 3 بعدی.. 76

3-3-6-2 مش بندی.. 78

3-3-6-3 اعمال شرایط مرزی و حل مساله. 80

فصل 4: بررسی یافته ها

4-1 مقدمه. 83

4-2 یافته های بازرسی چشمی جوش... 83

4-3 یافته های آزمون پیل.. 87

4-4 یافته های آزمون میکروسختی سنجی ویکرز. 89

4-5 یافته های آزمون ماکروگرافی.. 92

4-6 یافته های آزمون چسبندگی.. 95

4-7 یافته های شبیه سازی آزمون چسبندگی به روش المان محدود. 98

4-8 جمع بندی یافته ها 99

فصل 5: نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات

5-1 نتیجه گیری.. 103

5-2 نوآوری تحقیق.. 104

5-3 پیشنهادها 104

مراجع.. 106