Az ellenállásponthegesztés végeselemes modellezésének sajátosságai

Péter Szabó
2000 Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszaka  
This paper contains the results of a research work, in which the results of Finite Element Modeling of resistance spot welding were used in interpretation of formation process of resistance spot welded joint. The task of the work was to build a mechanical and a thermal model for resistance spot welding simulation. Bevezetés Az ellenállásponthegesztést 1877-ben Elihn Thomson találta fel és alkalmazása gyorsan el is terjedt a vékonylemezes konstrukcióknál. Annak ellenére, hogy a technológia több
more » ... a technológia több mint 100 éves az eljárás fizikai jelenségeit még nem sikerült teljes mértékben megérteni. Célkitűzés A szakirodalom áttekintése után arra a következtetésre jutottam, hogy a legalapvetőbb problémát az ellenállásponthegesztésben a két lemez közötti érintkezési ellenállás kezelése jelenti. Ennek meghatározása azért is bizonytalan, mert kémiai, mechanikai, termikus és metallurgiai jelenségek összetett kölcsönhatásából áll. Az elméleti és gyakorlati eredmények összehasonlításakor több szerző is az érintkezési ellenállás fontosságára hívta fel a figyelmet, valamint az elméleti alacsonyabb hőfejlődést is ezen jelenség nem tökéletes modellezésével magyarázták [ld. Bentley, Knowlson, Baker, Greenwood (1963); Nied (1984); Cho és Cho (1989); Wei és Ho (1990); Henrysson, Abdulwahab, Josefson, Fermer (1998)]. Jelen tanulmány az ellenállásponthegesztés korai szakaszának modellezését tűzte ki célul, így a fázisátalakulással, illetve a további folyamatokkal még nem foglalkozik. Ezen folyamatok a kutatási terv további lépéseit képezik. Az ellenállásponthegesztésnél lejátszódó főbb fizikai folyamatok Anyagtulajdonságok (hő-és elektromos) változása a hőmérséklet függvényeként: A mechanikai terhelés hatása, Az elektród geometriája, Az elektród belső vízhűtése, Az elektromos áramátfolyás helye, illetve az áramsűrűség eloszlása. Érintkezési ellenállás a különböző felületeken, mert ezeken Joule-hő fejlődik, Az áramerősség, a feszültség és az ellenállás időbeli változása, Konduktív hővezetés a munkadarabokban és az elektródokban, Konvektív hővezetés a lemez, illetve az elektród felületéről, A fázisátalakulás látens hője, A folyadékfázisban végbemenő hővezetés. A modellezés elméleti háttere A 3.pontban felsorolt jelenségek közül jelen modell még csak néggyel (a felsorolás szerint: 1, 2, 4, 8, 9,) foglalkozik, és szétválasztja a hő-és mechanikai jelenségeket.
doi:10.36243/fmtu-2000.49 fatcat:pbmnyfrfyndije2mbyepeiohgu