KAYNAKLI İMALATTA SYSWELD İLE SİMÜLASYONLAR VE SONUÇLARIN KARŞILAŞTIRILMASI HAZIRLAYAN : EMRAH DEMİRAY

Transkript

1 KAYNAKLI İMALATTA SYSWELD İLE SİMÜLASYONLAR VE SONUÇLARIN KARŞILAŞTIRILMASI HAZIRLAYAN : EMRAH DEMİRAY

2 İÇERİK BÖLÜM 1 : ŞİRKET TANITIMI BÖLÜM 2 : GİRİŞ BÖLÜM 3 : VISUAL WELD İLE SİMÜLASYON BASAMAKLARI BÖLÜM 4 : VISUAL WELD SİMÜLASYON SONUÇLARI BÖLÜM 5 : SİMÜLASYON SONUÇLARININ TEST SONUÇLARI İLE KARŞILAŞTIRILMASI BÖLÜM 6 : SONUÇ ve DEĞERLENDİRMELER

3

4 YARIŞ KABİN

5

6

7 ÜRÜNLER

8

9

10

11

12

13 REFERANSLAR

14 BÖLÜM 2 GİRİŞ

15 Kaynaklı imalat esnasında oluşan artık gerilmeler ile yukarıda örnekleri verilen distorsiyonlar arasında ters bir ilişki mevcuttur. Kaynaklı birleşimin uygulandığı konstrüksiyonun rijitliği arttırıldıkça, kaynak sonrası oluşan büzülme ve distorsiyonlar azalırken, bunların yerini artık gerilmeler almaktadır

16 Bu artık gerilmeler Şekil 6.18 de ince ve kalın levhalarda artık gerilmenin karşılaştırılmasında görüldüğü üzere ince malzemelerde buruşmaya varabilecek büyüklükte deformasyonlar oluşmasına neden olabilecekken, kalın malzemelerde düşük distorsiyona ve yüksek mertebeler de artık gerilmelere neden olmaktadır. Sekil 6.19 da T birleşiminde rijitliğin açısal çarpılmaya etkisinde ise bir T birleşimin neden olduğu açısal distorsiyon gözükürken yine aynı şeklin sağında kalın malzeme kullanımı nedeniyle bir önceki konstrüksiyona göre daha yüksek miktarda artık gerilmenin oluştuğu ancak deformasyonun görülmediği bir birleşim görülmektedir

17 SYSWELD SİMÜLASYON PROGRAMININ SAĞLADIKLARI Sysweld ile simülasyonlar bize aşağıdaki konularda önemli öngörüler sağlamaktadır ; Kalıntı gerilme hesaplamaları Mikro yapı değişimleri Faz dönüşümleri Termal dağılımlar Deformasyon (çarpılma hesaplamaları) WPS (Kaynak Planı) oluşturulması Klemp noktalarının deformasyona olan etkilerinin belirlenmesi Fikstür tasarımı konusunda sağlanan veriler Kaynak sıra ve yönünün deformasyona olan etkisi Değişik kaynak yöntemlerinin bilgisayar ortamında hızlı bir şekilde karşılaştırılması Parametresel değişiklik sonuçlarının hızlı bir şekilde irdelenmesi Farklı malzemelerin kaynaklanabilirlik açısından ön bilgilerin edinilmesi Kaynak nüfuziyet derinliğinin simülasyon ortamında kontrol altında tutulması ile, kaynak montajlı parçalara, kaynak prosesi sonrasında uygulanması muhtemel statik yüklemeler altında, parça dayanımı hakkında öngörülerde bulunulması

18 Kaynaklı komplelerden oluşan parçalarda kaynak sonrasında çarpılmalardan kaynaklı ölçüsel hatalar oluşmaktadır. Bunların kaynak prosesi sonrasında onarımları ile extra zaman kaybı yaşanmakta ve maliyet artmaktadır. Bunu çözme yöntemleri ise ; Kaynak esnasında distorsiyonları minumun seviyeye çekecek optimum kaynak sırasını düzenlemek Distorsiyonları önlemede daha etkili kaynak fikstürleri tasarımları yapmak

19 HEDEFİMİZ

20 BÖLÜM 3 VISUAL WELD İLE SİMÜLASYON BASAMAKLARI

21 VISUAL WELD SİMÜLASYON AŞAMALARI MODELE MESH ATMA PROJENİN TANIMLANMASI DATA TÜRÜNÜN BELİRLENMESİ KAYNAK HIZI, KAYNAK ZAMANI ve KAYNAK HAVUZU BİLGİLERİ ISI GİRDİSİ MİKTARININ BELİRLENMESİ KAYNAK PROSESİ SONRASI SOĞUMA KOŞULLARI PARÇA SABİTLEME NOKTALARININ BELİRLENMESİ YÜKLER ve DEFORMASYONLARIN BELİRLENMESİ ÇÖZÜM PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİ ÇÖZÜM İŞLEMİNİN BAŞLATILMASI SONUÇLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ

22 SİMÜLASYON AŞAMALARI MESH ATMA PROJENİN TANIMLANMASI DATA TÜRÜNÜN BELİRLENMESİ Bu simülasyon da Mesh elemanı olarak Quadratic mesh elemanını seçtik. Çünkü bunlar kaynak bölgesinin hacimsel simülasyonun da daha güvenilir sonuçlar vermekteler. Kaynak bölgesi ve haz bölgesinde mesh aralığını 1 mm olarak belirledik. Mesh aralığı ana malzeme üzerine gittikçe büyümektedir. En uzak noktada bu aralık 7 mm ye kadar çıkarılmıştır. Güvenilir sonuçlar almak için değişimin yoğun ve detaylı olduğu bölgelerde Mesh aralıkları küçük tutulmalıdır. Projeyle isim, başlık, çalışma klasörü gibi kısımları belirledik. Data türü olarak katı model ile çalışacağımız için Solid kısmını seçtik

23 PARÇALARIN KONUMLARI KAYNAK PROSESİ ÖNCESİ PARÇALAR ARASI BOŞLUK 3 MM İÇİN 0.5 MM, DİĞER KALINLIKLAR İÇİN İSE 1 MM KAYNAK PROSESİ ÖNCESİ PARÇALAR ARASINDAKİ AÇI 90⁰

24 KAYNAKLANACAK MALZEME TÜRÜ ve İLAVE TELİN BELİRLENMESİ Malzeme türleri için S355 J2 G3 malzeme kullanıldı. Malzeme özellikleri direk olarak program kütüphanesinden alındı. KAYNAK PROSESİ TÜRÜNÜN ve KAYNAK YOLUNUN BELİRLENMESİ Kaynak prosesi olarak MAG yöntemini seçiyoruz. Kaynak dikişi boyunca torcun izleyeceği yolu belirliyoruz

25 KAYNAK HIZI, KAYNAK ZAMANI ve KAYNAK HAVUZU BİLGİLERİ Bu kısımda kaynak parametrelerine bağlı değerleri giriyoruz. Kaynak hızı, kaynak süresi ve kaynak esnasında parametrelere bağlı olarak oluşacak kaynak havuzunun boyutları ile ilgili verileri bu kısımda giriyoruz. ISI GİRDİSİ MİKTARININ BELİRLENMESİ Aynı zamanda kaynak parametrelerini esas alarak hesaplanmış olan ısı girdisi değerlerini de program içerisine veri olarak giriyoruz

26 KAYNAK PROSESİ SONRASI SOĞUMA KOŞULLARI Bu kısımda kaynak prosesi sonrası soğuma koşullarını belirleyen ortam sıcaklığı değerini giriyoruz. Soğuma oda sıcaklığında olduğu için bu değeri 20 C⁰ olarak aldık. PARÇA SABİTLEME NOKTALARININ BELİRLENMESİ Bu kısımda simülasyon parçalarının eksenlere bağlı olarak sabitleme noktalarını belirliyoruz. Bu noktaları klemp basma noktaları olarakta değerlendirebiliriz. Alp parça üç eksende de sabit iken üst parçanın kaynak sonrası deformasyonunu izlemek amacıyla parça X ve Z eksenlerinde serbesttir

27 YÜKLER ve DEFORMASYONLARIN BELİRLENMESİ Bu kısımda extra bir yükleme veya deformasyon olmadığı için herhangi bir veri girmeden bu kısmı atlıyoruz. ÇÖZÜM PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİ Bu kısımda mekanik çözüm kısmını seçiyoruz. Herhangi bir ön ısıtma sıcaklığı var ise bunu da bu kısımdan veri olarak girebiliriz

28 ÇÖZÜM İŞLEMİNİN BAŞLATILMASI Simülasyon modelinin oluşturulup gerekli verilerin girilmesinden sonra çözüm işlemine geçiyoruz

29 BÖLÜM 4 SİMÜLASYON SONUÇLARI

30 KAYNAK İŞLEMİ SONRASINDA PARÇANIN ISIL DAĞILIM SONUCU 3 mm lik Parçanın Simülasyon Sonuçları Parçanın başlangıç kısımlarındaki penetrasyon değerlerine bakarsak üst parçada bu değerin parçada ise 0.9 mm civarında olduğu görülmektedir. 1.5 mm civarlarında alttaki

31 PARÇANIN ORTA BÖLGESİ Genel olarak parçalardaki penetrasyon değerini değerlendirdiğimizde üst parçada bu değerin ortalama 1.5 mm, alt parçada ise ortalama 0.9 mm civarında olduğu görülmektedir. PARÇANIN BİTİŞ BÖLGESİ Bitiş kısmına ait kesit görüntüsüne baktığımızda nüfusiyet miktarının parçanın bu kısma kadar ısınması nedeniyle çok az da olsa arttığı görülmektedir. Üst Parçada penetrasyon değerleri mm seviyesinde iken alt parçada yine 1 mm civarındadır

32 Açısal Değişim KAYNAK SONRASI PARÇALARDA MEYDANA GELEN ÖLÇÜSEL DEĞİŞİMLER Simülasyon sonucunda parçada kaynak çekmesi meydana gelen değişim sonucunda açı değeri ⁰ olmuştur

33 Ara Mesafe Değişimi Kaynak öncesi 0.5 mm olan parçalar arası boşluk ise simülasyon sonunda mm değerine gelmiştir

34 KAYNAK SONRASI MEYDANA GELEN İÇ YAPI DÖNÜŞÜMLERİ İstersek simülasyon sonucu olarak martenzit dağımını da alabilir ve inceleyebiliriz

35 Başlangıç, orta ve bitiş kısımlarından alınan kesitlerdeki Beynit dağılımları

36 5 mm lik Parçanın Simülasyon Sonuçları Parçanın başlangıç kısımdaki kesit görüntüsüne baktığımızda üst parçadaki nüfuziyet derinliğinin 2.7 mm civarlarında alt parçadaki penetrasyon değerlerinin ise 1.5 mm civarlarında olduğu görülmektedir. Parçaların ara mesafelerinin bir miktar daha açılması penetrasyon değerlerinide etkilemiş görünmektedir

37 KAYNAK SONRASI PARÇALARDA MEYDANA GELEN ÖLÇÜSEL DEĞİŞİMLER Simülasyon sonucunda parçada kaynak çekmesi meydana gelen değişim sonucunda açı değeri ⁰ olmuştur

38 Kaynak öncesi 1 mm olan parçalar arası boşluk ise simülasyon sonunda mm değerine gelmiştir

39 8 mm lik Parçanın Simülasyon Sonuçları Parçanın başlangıç kısmına ait kesit görüntüsüne baktığımızda üst parçada penetrasyon değerlerinin 1 mm civarında, alttaki parçada ise 1.1 mm civarlarında olduğu görülmektedir

40 Simülasyon sonucunda parçada kaynak çekmesi meydana gelen değişim sonucunda açı değeri ⁰ olmuştur

41 Kaynak öncesi 1 mm olan parçalar arası boşluk ise simülasyon sonunda mm değerine gelmiştir

42 BÖLÜM 5 SİMÜLASYON SONUÇLARININ TEST SONUÇLARI İLE KARŞILAŞTIRILMASI

43 KULLANILACAK TEST PARÇALARI Kullanılacak test parçalarında (200x300 mm) alttaki parçaya ölçüm işlemi esnasında referans olarak kullanılabilmesi için 4 adet delik eklenmiştir. Aynı zamanda üstteki parçanın konumunu belirlemek amacıyla bu kısım lazerde çizilmiştir

44 TEST PARÇALARININ HAZIRLANMASI Parçalar arası boşluk miktarı 3 mm için 0.5 mm, diğer kalınlıklar için ise 1 mm olarak belirlenmiştir. Parçaları puntalarken bu aralıkları sağlamak amacıyla 0.5 mm ve 1mm lik ince küçük saclar kullanılmıştır

45 KULLANILACAK PARÇALARIN DÜZLEMSELLİK KONTROLÜ Kontrol Edilen Parçlar Düzlemsellik Sonuçları 3 mm Üst mm Alt mm Üst mm Alt mm Üst mm Alt Parçalara ait düzlemsellik sonuçları oldukça iyi görünmekte ve kaynak öncesi sonuçları etkileyecek seviyede bir deformasyon bulunmamaktadır

46 TEST PARÇALARINDA DİKLİK KONTROLÜ Test parçaları hazırlandıktan sonra kaynak işlemi öncesinde açılarının doğruluğu kontrol edilmektedir. Tabloda bulunan sonuçlara göre açısal değerler ayarlanmıştır. Parçanın kaynak öncesi son durumu resimdeki gibidir. Kontrol Edilen Test Açısal Kontrol Parçaları Sonuçları 3 mm º 5 mm mm ⁰

47 KAYNAK İŞLEMİNİN TAMAMLANMASI Kaynak işlemini tamamladık, bu aşamadan sonra parçada meydana gelen açısal değişim ölçülecektir. Sonrasında ise parçadan kesit alınarak penetrasyon değerleri ölçülecektir

48 Kaynaklanmış test parçasını optik tarama cihazı ile tarıyoruz. Sonrasında elde ettiğimiz tarama datasını CAD data ile karşılaştıracağız

49 3 mm PARÇA İÇİN TEST SONUÇLARI Simülasyon sonuçlarında kaynak sonrası oluşan açısal sapmanın ⁰ olduğu görülmektedir, test parçasında ise bu değer ⁰ olarak gerçekleşmiştir. Aradaki fark 0.094⁰ dir

50 Görüldüğü gibi iki parça arasındaki boşluk değeri ortalama olarak 0.2 mm civarında gelmektedir. Simülasyon sonuçlarında ise bu değer mm dir. Görüldüğü gibi penetrasyon değerleri 0.9 mm ile 1 mm arasında değişmektedir. Simülasyon sonuçlarında ise bu değer ortalama 1 mm civarında idi. Görüldüğü gibi penetrasyon değeri 1.4 ile 1.6 mm arasında değişmektedir. Simülasyon sonuçlarında ise bu değer ortalama olarak 1.5 mm civarında değiştiğini görmekteyiz

52 Görüldüğü gibi iki parça arasındaki boşluk değeri ortalama olarak mm civarında gelmektedir. Simülasyon sonuçlarında ise bu değer mm dir. Görüldüğü gibi penetrasyon değerleri 1.5 mm ile 1.7 mm arasında değişmektedir. Simülasyon sonuçlarında ise bu değer ortalama 1.5 mm civarında idi. Görüldüğü gibi penetrasyon değeri 2.5 ile 2.7 mm arasında değişmektedir. Simülasyon sonuçlarında ise bu değer ortalama olarak 2.8 mm civarında değiştiğini görmekteyiz

54 Görüldüğü gibi iki parça arasındaki boşluk değeri ortalama olarak mm civarında gelmektedir. Simülasyon sonuçlarında ise bu mm dir. Görüldüğü gibi penetrasyon değerleri 1 mm ile 1.2 mm arasında değişmektedir. Simülasyon sonuçlarında ise bu değer ortalama 1.1 mm 1.2 mm civarında idi. Görüldüğü gibi penetrasyon değeri 1.1 ile 1.2 mm arasında değişmektedir. Simülasyon sonuçlarında ise bu değer ortalama olarak 1 mm 1.1 mm civarında değiştiğini görmekteyiz

55 BÖLÜM 6 SONUÇ ve DEĞERLENDİRMELER

56 Sysweld simülasyon sonuçlarından elde edilen deformasyon ve penetrasyon sonuçları test parçalarından elde edilen deformasyon ve penetrasyon sonuçları ile karşılaştırılmış ve test parçası sonuçlarının deformasyon sonuçlarını desteklediği görülmüştür. En önemli konu gerçek test parçaları üzerinde yapılan denemelerde simülasyon parametrelerinin max seviyede gerçek ortama yansıtılmasıdır yada gerçek ortam verileri simülasyon ortamında kurgulanmalıdır. Kaynak prosesi öncesindeki tüm proselerdeki kalite seviyesi çok önemlidir. Ortam değişkenleri, parçalardaki ölçüsel ve diğer hatalar, kaynak öncesi proseslerde kalite seviyesinin tekrar edilememesi simülasyon sonuçları ile test sonuçlarının yakınlığını azaltacaktır. Komplike kaynaklı yapılara gidildikçe işimiz daha zor

57 HEDEFİMİZ Bundan sonraki dönemde diğer aşamalarla ilgili çalışmalarımıza Sysweld ile devam etmeyi planlıyoruz

58 TEŞEKKÜRLER