NUMERICAL INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF RESISTANCE SPOTWELDING PROCESS PARAMETERS ON TENSILE STREGTH

ELEKTRİK DİRENÇ KAYNAĞI PROSES PARAMETRELERİNİN ÇEKMEDAYANIMI ÜZERİNE ETKİSİNİN NÜMERİK OLARAK İNCELENMESİ

Abstract

Welding is widely used joining method of the steel sheets in many industry especially in automotive. Compared tothe other welding processes, the method provides ease of handling, simple implementation, is suitable forautomation, no need any filler material, and etc. Although the resistance spot welding is the most commonly knownmethod and has been applied for a long time, the research studies have continued since it is used highly inautomotive industry. In this study, the effects of process parameters of resistance spot welding on tensile propertieswere investigated by using finite element method. Current, compression force, and welding time are consideredprocess variables. Nine different finite element analyses (FEA) were conducted based on the welding parametersand the joined steel sheets obtained from FEA were defined as input into tensile analysis. The welding simulationsand tensile test analysis yielded the maximum weld diameter and maximum tensile force values, respectively. Theanalysis of variance (ANOVA) was also carried out to examine which welding parameter is more significant on thetensile properties and weld size. As a result, while tensile properties increase with the increase of current andwelding time, the increase of compression force decreases the maximum tensile forces. The study also recommends empirical equations to predict the approximate values of the responses with minimum error.

Özet

Kaynak prosesi başta otomotiv sektörü olmak üzere, endüstride çelik saçların birleştirilmesinde yaygın olarakkullanılmaktadır. Elektrik direnç kaynağı diğer kaynak yöntemlerine göre kolay uygulanabilirlik, otomasyonauygunluk, dolgu metali gerektirmemesi vb. avantajlar gibi bir çok avantaja sahiptir. Elektrik direnç kaynağı uzunyıllardır bilinen bir işlem olmasına rağmen otomotiv endüstrisinde çok fazla kullanıldığı için üzerinde en çokçalışılan kaynak yöntemlerinden biridir. Bu çalışmada, elektrik direnç kaynağı proses parametrelerinin çekmedayanımı üzerine olan etkisi sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Akım, sıkıştırma kuvveti vekaynak süresi parametreleri değişken olarak ele alınmıştır. Dokuz farklı sonlu elemanlar kaynak analizi sonucundaelde edilen birleştirilmiş sac parçalar çekme analizine girdi olarak tanımlanmıştır. Gerçekleştirilen kaynak veçekme analizleri sonucunda maksimum punta çapı ve çekme kuvvet değerleri çıktı olarak ele alınmıştır. Elde edilençıktılar varyans analizi (ANOVA) tabi tutularak hangi parametrenin çekme dayanımı üzerine daha etkili olduğuaraştırılmıştır. Sonuç olarak, akım ve zamanın artması ile çekme mukavemet değerlerinin arttığı, sıkıştırmakuvvetinin artması ile mukavemetin azaldığı tespit edilmiştir. Çalışma ayrıca, sonuçların minimum hata ile yaklaşıkolarak tahmin edilebildiği ampirik denklemler de önermektedir.