fa تجزیه و تحلیل عددی عوامل مؤثر بر توزیع حرارتی و تنش پسماند جوشکاری لیزر Nd:YAG ضربانی فولاد زنگ نزن آستنیتی 316L تخصصي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">در این پژوهش، از ورق فولاد زنگ‌نزن آستنیتی 316L با ضخامت 1 میلی‌متر برای انجام آزمایش استفاده شد. فرایند تجربی جوشکاری توسط دستگاه جوش لیزر ضربانی Nd:YAG و فرایند شبیه‌سازی جوشکاری توسط نرم‌افزار SYSWELD و مدل سه‌بعدی برای تحلیل ترمودینامیکی و مکانیکی انجام شد. نتایج شبیه‌سازی تطابق بالای 90 درصد را با نتایج تجربی نشان داد. تجزیه و تحلیل داده‌های تجربی و عددی نشان داد که در ولتاژ ثابت 440 ولت، با کاهش سرعت جوشکاری از 2 به 0.5 میلی‌متر بر ثانیه، میزان همپوشانی ضربان‌ها&nbsp; از %67 به %93 و چگالی توان بیشینه متوسط (EPPD) از&nbsp; 5963 به 21831 وات بر میلی‌متر مربع افزایش یافت و با افزایش ولتاژ از 440 به 480 ولت در سرعت ثابت 1 میلی‌متر بر ثانیه، حرارت ورودی از 114 به 138 ژول بر میلی‌متر و عمق جوش از 0.56 به 0.66 میلی‌متر افزایش پیدا کرد. ساختار فلز جوش به واسطه سرعت انجماد بالا دانه ریزتر از فلز پایه شد (%63 کاهش اندازه‌دانه). در فلز جوش دو فاز آستنیت و فریت مشاهده شد و حالت انجماد نیز به صورت FA پیشبینی شد. با افزایش سرعت جوشکاری از mm/s<span style="color:#ffffff;">م</span>0.5 به mm/s<span style="color:#ffffff;">م</span>2 در ولتاژ ثابت 440 ولت، بیشینه تنش پسماند کششی از 96 به MPa 260 به واسطه کاهش همپوشانی ضربان‌ها (از %93 به %67)، توزیع غیریکنواخت حرارت در قطعه و ایجاد تنش‌های حرارتی، افزایش یافت. همچنین افزایش ولتاژ جوشکاری از 440 به 480 ولت در سرعت ثابت mm/s<span style="font-size:8px;"><span style="color:#ffffff;">م</span></span>1، باعث افزایش بیشینه تنش پسماند کششی از 124 به 152 مگاپاسکال شد. بیشینه سختی فلز جوش با افزایش سرعت جوشکاری از 180 به 215 ویکرز به دلیل جلوگیری از نفوذ کربن و افزایش نرخ رشد افزایش یافت. با افزایش ولتاژ جوشکاری و افزایش حرارت ورودی (از 57 به 69 ژول بر میلی‌متر) سختی از 225 به 215 ویکرز به دلیل کاهش شیب حرارتی و رشد دانه‌ها&nbsp; کاهش یافت.</div> <div style="text-align: justify;">In this study, 1 mm thick austenitic stainless steel 316L sheets were used for experimental testing. The experimental welding process was carried out using a Nd:YAG pulsed laser welding machine, and the welding simulation was performed using the SYSWELD software with a three-dimensional model for thermodynamic and mechanical analysis. The simulation results showed over 90% correlation with the experimental results. Analysis of experimental and numerical data revealed that at a constant voltage of 440 volts, decreasing the welding speed from 2 to 0.5 mm/s increased the overlap rate of pulses from 67% to 93% and the maximum average power density (EPPD) from 5963 to 21831 W/mm&sup2;. Additionally, increasing the voltage from 440 to 480 volts at a constant speed of 1 mm/s raised the heat input from 114 to 138 J/mm and the weld depth from 0.56 to 0.66 mm. Due to the high cooling rate, the grain size of the weld metal became finer than the base metal (63% reduction in grain size). Two phases, austenite and ferrite, were observed in the weld metal, and the solidification mode was predicted to be FA.With an increase in welding speed from 0.5 mm/s to 2 mm/s at a constant voltage of 440 volts, the maximum tensile residual stress increased from 96 to 260 MPa due to reduced pulse overlap (from 93% to 67%), uneven heat distribution in the part, and the generation of thermal stresses. Furthermore, increasing the welding voltage from 440 to 480 volts at a constant speed of 1 mm/s caused the maximum tensile residual stress to rise from 124 to 152 MPa. The maximum hardness of the weld metal increased from 180 to 215 Vickers as the welding speed rose due to the prevention of carbon diffusion and an increased growth rate. However, with an increase in welding voltage and heat input (from 57 to 69 J/mm), the hardness decreased from 225 to 215 Vickers due to a reduction in thermal gradients and grain growth.</div> تنش پسماند, جوشکاری لیزر ضربانی, فولاد زنگ‌نزن آستنیتی 316L, روش المان محدود (FEM). Residual stress, pulsed laser welding, 316L austenitic stainless steel, Finite Element Method. 45 60 http://jwsti.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2316-1&slc_lang=fa&sid=1 S. A Hosseini سید علی حسینی sedalihosseini98@gmail.com 0021491933 No School of Metallurgy and Materials Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran. دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران. S. A. A. Akbari Mousavi سید علی اصغر اکبری موسوی akbarimusavi@ut.ac.ir 2296011403 Yes School of Metallurgy and Materials Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran. دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.