Fulltext

Study the Effect of Welding Parameters on the Residual Stresses Induced by Submerged Arc Welding process

Samir Ali Amin --- Sadeq Hussein Bakhy --- Fouad Ali Abdullah

AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية
ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2017 Volume: 20 Issue: 4 Pages: 945-951
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Abstract

Welding residual stress has influences on fatigue, fracture, and corrosion. It is therefore important to explore the welding factors effect on the residual stresses. In this work, four welding factors (current, arc voltage, welding travel speed and included angle) were used to weld low carbon steel (ASTM A516 Grade 60).The experiments included welding of (60) pieces with dimensions of (300 x 150) mm and 10 mm thickness that were conducted based on the design matrix founded by using design of experiment (DOE) software (DESIGN EXPERT 10) with response surface methodology (RSM) technique. The X-Ray diffraction (XRD) method was used to measure the residual stress, which was then modeled and optimized in terms of the welding factors using (RSM) technique. The data showed that the welding travel speed and arc voltage have a significant influence on the residual stress. It was found that the optimum solution for minimum residual stress was at 450 Amp welding current, 34 volt arc voltage, 38 cpm welding speed, and 60⁰ included angle. Where, the optimum value of residual stress was (-88.4 MPa). Finally, the predicted and experimental results of residual stress were in agreement with a maximum error of 1.8%.

تؤثر الأجهادات المتبقية المتولدة من عملية اللحام على كل من الكلل والتآكل والكسر الميكانيكي. لذلك فمن المهم دراسة تأثير عوامل اللحام على تولد الاجهادات المتبقية. في هذه الدراسة تم تم دراسة حالة الاجهادات المتبقية المتولدة من اللحام بطريقة القوس المغمور لصلب واطيء الكاربون نوع (A516 Gr 60), حيث تم استخدام اربعة عوامل لحام هي التيار والفولطية وسرعة اللحام وزاوية اخدود اللحام, ان ابعاد القطع المعدنية المعدة للحام هي (300x150x10 mm). تم بعد ذلك قياس الاجهادات المتبقية المتولدة بطريقة حيود الاشعة السينية (XRD) ثم عمل موديل رياضي وحساب القيمة المثلى بوصفها دالة لعوامل اللحام المستخدمة بواسطة تقنية تصميم التجارب (DOE) مع منهجية الاستجابة السطحية (RSM). حيث اظهرت النتائج ان التأثير الاكبر على تولد الاجهادات المتبقية كان لفولطية القوس وسرعة اللحام, كذلك وجد ان الظروف المثلى التي تعطي اقل اجهادات متبقية هي (450 Amperes, 34 Volt, 38 cpm and 60⁰ Included Angle) حيث تكون القيمة المثلى للاجهادات المتبقية عند هذه الظروف هي (-88.4). واخيراً كان هنالك توافق كبير بين النتائج المتوقعة والعملية للاجهادات المتبقية مع نسبة خطاء قليلة جداً لا تتجاوز 1.8%.

Keywords

: SAW --- Residual Stress --- Welding parameters --- DOE --- RSM