Συγκόλληση χάλυβα St52 με τη μέθοδο MIG-GMAW μελέτη θερμοκρασιακών κατανομών και παραμενουσών τάσεων

Abstract

Το αντικείμενο της παρούσας εργασίας αφορά στην περιοχή της θερμομηχανικής και ειδικότερα τη μελέτη των παραμενουσών τάσεων της χαλύβδινης κατασκευής κατά τη διάρκεια συγκόλλησης με αναλισκόμενο ηλεκτρόδιο και προστασία αδρανούς αερίου (Gas Metal Arc Welding, GMAW-MIG). Για την ανάπτυξη της εργασίας υιοθετείται η τεχνολογία της συγκόλλησης λεπτών ελασμάτων από χάλυβα St-52. Το συγκεκριμένο υλικό παρουσιάζει ιδιαίτερη ευαισθησία όσον αφορά τους μετασχηματισμούς δομής κατά τη διάρκεια μιας θερμικής κατεργασίας, ενώ η κατεργασία των συγκολλήσεων συνδυάζει το μέγιστο εύρος θερμοκρασιών συμπεριλαμβάνοντας σε μια φάση κατεργασίας τη θέρμανση, την ψύξη και την στερεοποίηση. Παράλληλα, η ευαισθησία των συγκολλήσεων όσον αφορά στις παραμορφώσεις που αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια και μετά το πέρας της κατεργασίας καθιστά την υιοθέτηση τους ένα ολοκληρωμένο αντικείμενο μελέτης. Η πτυχιακή εργασία χρησιμοποιεί ως βασικό αποδεικτικό εργαλείο τον αριθμητικό υπολογισμό με χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων χρησιμοποιώντας την πλατφόρμα ABAQUS. Κατασκευάστηκε τριδιάστατο αριθμητικό μοντέλο προσομοίωσης. Το μοντέλο αυτό αποσκοπεί στο να «προβλέψει» τη θερμική και μηχανική απόκριση των προς συγκόλληση ελασμάτων πριν την πραγματοποίηση των ίδιων των συγκολλήσεων, δεδομένου ότι η εύστοχη και ταχεία «πρόβλεψη» αποτελεί σήμερα το ζητούμενο στη ναυπηγική και στην αεροναυπηγική βιομηχανία. Εν κατακλείδι παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης, σχολιάζονται και προτείνεται βελτιωμένα μοντέλα για μελλοντικές έρευνες.