Farklı Mıknatıs Geometrilerinin Manyetik Alan Destekli Direnç Punta Kaynağına Etkisi

Yıl 2019, Cilt: 19 Sayı: 1, 129 - 139, 28.05.2019

Serdal Arslan Muhammet Karabaş

https://doi.org/10.35414/akufemubid.436609

Cited By: 1

Öz

Bu çalışmada, doğru akım punta kaynak sistemleri için
E-Nose elektrod geometrisine yerleştirilen mıknatıslı modelin sürekli hal
analizleri sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Hali
hazırda üretimi gerçekleştirilen beş farklı mıknatıs konfigürasyonu için
puntalanacak malzemedeki akım yoğunluğu değerlerinin yanı sıra mıknatısların
itme kuvvetleri bakımından da değerlendirmeler yapılmıştır. Genel olarak blok,
halka ve yarım halka mıknatıs konfigürasyonları seçilmiştir. Aynı kutup
birbirine bakacak şekilde (N-N veya S-S) elektrotlara yerleştirilen mıknatısların
meydana getirdiği itme kuvveti puntalama kuvvetini azaltmaktadır. Bu bakımdan
puntalama kuvvetinde azalma meydana getirmeksizin kaynak kalitesini arttırmaya
yönelik analizler gerçekleştirilmiştir. Öncelikle sabit kaynak akımında
mıknatıs geometrisinin değişimine bağlı olarak kuvvet değerleri
hesaplatılmıştır. Sonra bu beş mıknatıs sabit kaynak akımı altında düşük
kuvvet, yüksek akım yoğunluğu sağlanması bakımından optimizasyon
gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon sonucunda çıkan en uygun geometriler farklı
kaynak akımlarında akım yoğunluğu bakımından mıknatıssız durum ile
karşılaştırılmıştır. Böylece bu çalışma ile en iyi mıknatıs geometrisi
belirlenmeye çalışılmıştır. Ayrıca literatürde harici manyetik alanların kaynak
kalitesinin olumlu etkisi göz önüne alındığında doğru akım punta kaynak
elektroduna yerleştirilen mıknatıs ile kaynak kalitesinin arttırılabileceği
nümerik çalışma ile gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Punta kaynağı; Kaynak elektrodu; Mıknatıs; Harici manyetik alan

Kaynakça

• Arslan, S. (2011). "Medium frequency spot welding transformer and machine design." Gazi üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 146s.
• Arslan, S. (2017). Doğru Akım Punta Kaynak Kalitesini Arttırmaya Yönelik Harici Manyetik Alan Etkisinin İncelenmesi, Mesleki Bilimler Kongresi.
• Bowers, R. J., C. D. Sorensen and T. W. Eagar (1990). "Electrode Geometry in Resistance Spot-Welding." Welding Journal 69(2): S45-S51.
• Chan, K. R. and N. Scotchmer (2006). Longer Electrode Life from a New Geometry, an Innovative Multilayer Coating, and Internal Cooling Fins. The 4th International Seminar on Advances in Resistance Welding.
• Chen, R., C. M. Wang, P. Jiang, X. Y. Shao, Z. Y. Zhao, Z. M. Gao and C. Yue (2016). "Effect of axial magnetic field in the laser beam welding of stainless steel to aluminum alloy." Materials & Design 109: 146-152.
• Cho, H. S. and Y. J. Cho (1989). "A Study of the Thermal-Behavior in Resistance Spot Welds." Welding Journal 68(6): S236-S244.
• Eisandeh, H., M. Hamedi and A. Halvaee (2010). "New parametric study of nugget size in resistance spot welding process using finite element method." Materials & Design 31(1): 149-157.
• Khan, J. A., L. Xu and Y. J. Chao (1999). "Prediction of nugget development during resistance spot welding using coupled thermal-electrical-mechanical model." Science and Technology of Welding and Joining 4(4): 201-207.
• Li, W., E. Feng, D. Cerjanec and G. A. Grzadzinski Energy consumption in AC and MFDC resistance spot welding.
• Li, Y., Z. Luo, F. Y. Yan, R. Duan and Q. Yao (2014). "Effect of external magnetic field on resistance spot welds of aluminum alloy." Materials & Design 56: 1025-1033.
• Mousavi, M. G., M. J. M. Hermans, I. M. Richardson and G. den Ouden (2003). "Grain refinement due to grain detachment in electromagnetically stirred AA7020 welds." Science and Technology of Welding and Joining 8(4): 309-312.
• Nagasathya, N., S. R. Boopath and A. Santhakumari (2013). "MFDC - An Energy efficient Adaptive technology for Welding of Thin Sheets." 2013 International Conference on Energy Efficient Technologies for Sustainability (Iceets).
• Nied, H. A. (1984). "The Finite-Element Modeling of the Resistance Spot-Welding Process." Welding Journal, 63(4): S123-S132.
• Popov, V. (1993). "Effect of the magnetic field on the formation of the joint in resistance spot welding." Welding international, 7(11): 905-907.
• Roberts, W. L. (1951). "Resistance Variations during Spot Welding." Welding Journal, 30: 15.
• Shen, Q., Y. B. Li and G. L. Chen (2013). "A Novel Method Using Electromagnetic Stirring to Improve Resistance Spot Weld Quality of Advanced High Strength Steel (AHSS)." Trends in Welding Research: Proceedings of the 9th International Conference: 661-669.
• Shen, Q., Y. B. Li, Z. Q. Lin and G. L. Chen (2011). "Effect of External Constant Magnetic Field on Weld Nugget of Resistance Spot Welded Dual-Phase Steel DP590." Ieee Transactions on Magnetics, 47(10): 4116-4119.
• Sundaresan, S. and G. D. J. Ram (1999). "Use of magnetic are oscillation for grain refinement of gas tungsten arc welds in alpha-beta titanium alloys." Science and Technology of Welding and Joining, 4(3): 151-160.
• Tarimer, I., S. Arslan, E. M. Guven and M. Karabas (2011). "A Case Study of a New Spot Welding Electrode Which Has the Best Current Density by Magnetic Analysis Solutions." Journal of Electrical Engineering-Elektrotechnicky Casopis, 62(4): 233-238.
• Watanabe, Y., T. Takeda and H. Sato (2006). "Effect of magnetic field on weld zone by spot-welding in stainless steel." Isij International, 46(9): 1292-1296.Wei, P. S., S. C. Wang and M. S. Lin (1996). "Transport phenomena during resistance spot welding." Journal of Heat Transfer-Transactions of the Asme, 118(3): 762-773.
• Zhang, X. Q., G. C. Xu, J. Wen and C. S. Wang (2009). "The Research for Resistance Spot Welding with Rectangular Electrode." 2009 Ieee International Conference on Mechatronics and Automation, Vols 1-7, Conference Proceedings: 2484-2488.