Prediction of the best electrode geometry of resistance spot welding RSW theoretically by FEM and experimentally

Other Title(s)

تخمين الشكل الهندسي الأمثل للألكترود في لحام المقاومة الكهربائية بالنقطة RSW (نظريا بطريقة العناصر المحددة FEM و عمليا)‎

Author

Abbas, Khalil Ibrahim

Source

Engineering and Technology Journal

Issue

Vol. 30, Issue 15 (31 Dec. 2012), pp.2626-2640, 15 p.

Publisher

University of Technology

Publication Date

2012-12-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

15

Main Subjects

Electronic engineering

Abstract AR

في هذا البحث تم اختيار و دراسة خمسة أشكال هندسية مقترحة لإلكترود لحام المقاومة بالنقطة – RSW، و قد صممت اعتمادا على شكل التماس و مساحة نقطة اللحام إلى الأنواع : (Cross Flat, Punch/Flat, Project, Round, Flat).

و قد تم بناء نموذج مبسط ثنائي الأبعاد و متماثل حول المحور 2D – Axis symmetric بطريقة العناصر المحددة – FEM حيث يظهر طبيعة التماس (مواقع التماس، قوة و ضغط التماس، توزيع الإجهادات).

كذلك تقييم شكل منطقة اللحام الناتجة و مساحتها و المنطقة المتأثرة باللحام و مصادقة النموذج النظري عن طريق إجراء اختبار الشد القصي على العينات الملحومة و تقييم مقدار قوة اللحام الناتجة و بيان المقارنة بين الأشكال الهندسي الخمسة للإلكترود.

و قد أظهرت النتائج أن علاقة قوة اللحام تتناسب طرديا مع زمن اللحام و لكل أنواع الإلكترودات مع ملاحظة أن نوع الإلكترود (Project) كان الأعلى قوة قص.

و نوع الإلكترود (Punch/Flat) كان الأقل قوة.

و هو نفس التخمين الذي قدمه نموذج الــ FEM.

أما تقييم شكل اللحام فقد أظهر وجود ثقب في منطقة اللحام في نوع الإلكترود (Punch/Flat) نتيجة وجود تفريغ كهربائي في الفجوة بين جزء الإلكترود العلوي و الصفيحة، و هو نفس العيب الذي ظهر في نوع الإلكترود (Round) حيث تركز الإجهادات في منطقة ضيقة سبب خرق في وسط منطقة اللحام.

Abstract EN

The present research studies five spot welding electrodes (RSW) of different geometries.

The design of each electrode considerers contacts shape and area of the welding spot.

The considered welding electrodes are (Flat, Round, Project, Punch\Flat, Cross Flat).

A simplified mathematical 2D-axisymmetric model is used to study the behavior of each electrode.

It is solved numerically using Finite Element Method (FEM).

The model describes the nature of welding contact in terms of contact locations, contact pressure and stress distribution.

The model is validated by performing tensile shear tests on the welded specimens resulted from each electrode.

Results show good agreement between the estimated behavior and the performed tests.

The strength of welding appeared to be proportional to welding time for all five electrodes considered.

The type (Project) gives the highest shear strength and the type (Punch\Flat) gives the lowest shear strength.

The tests show that the electrode of the type (Punch\Flat) produces a hole in the welding area.

This is caused by the electric spark in the gap between the upper electrode and the plate.

The same defect is noticed in the type (Round).

In both types, this phenomenon is attributed to the stress concentration in a narrow area which eventually causes the punch.

American Psychological Association (APA)

Abbas, Khalil Ibrahim. 2012. Prediction of the best electrode geometry of resistance spot welding RSW theoretically by FEM and experimentally. Engineering and Technology Journal،Vol. 30, no. 15, pp.2626-2640.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-321436

Modern Language Association (MLA)

Abbas, Khalil Ibrahim. Prediction of the best electrode geometry of resistance spot welding RSW theoretically by FEM and experimentally. Engineering and Technology Journal Vol. 30, no. 15 (2012), pp.2626-2640.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-321436

American Medical Association (AMA)

Abbas, Khalil Ibrahim. Prediction of the best electrode geometry of resistance spot welding RSW theoretically by FEM and experimentally. Engineering and Technology Journal. 2012. Vol. 30, no. 15, pp.2626-2640.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-321436

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 2632-2640

Record ID

BIM-321436