การประเมินค่าความแข็งวิกฤต ณ บริเวณกระทบร้อนในการเชื่อมซ่อมเหล็กรางรถไฟ ด้วยระเบียบวิธีทางไฟไนต์เอลิเมนต์
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินค่าความแข็งวิกฤต ณ บริเวณกระทบร้อนในการเชื่อมซ่อมเหล็กรางรถไฟ เกรด R0900A ด้วยระเบียบวิธีทางไฟไนต์เอลิเมนต์ (FEM) โดยการดำเนินการวิจัยแบ่งเป็น 3 ส่วน คือ ขั้นตอนแรกทำการเชื่อมบนเหล็กรางรถไฟด้วยกระบวนการเชื่อมฟลักซ์คอร์ (FCAW) ใช้กระแสในการเชื่อม 180 แอมป์ แรงดัน 22-24 โวล์ และความเร็ว 1.27 มม./วินาที ขณะเชื่อมทำการบึนทึกอัตราการเย็นของแนวเชื่อม ซึ่งจะได้ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและเวลา ณ ตำแหน่งต่างๆ ซึ่งได้นำไปการสอบเทียบการวิเคราะห์ความร้อนในแบบจำลองการเชื่อมด้วยไฟไนต์เอลิเมนต์ สำหรับขั้นตอนที่สอง ในส่วนนี้เป็นการประเมินช่วงความกว้างของบริเวณกระทบร้อน และอัตราการเย็นตัว (T8/5) ที่เกิดขึ้นในแบบจำลองเพื่อทำนายค่าความแข็งวิกฤตที่เกิดขึ้นโดยอ้างอิงความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ระหว่างค่า
T8/5 และค่าความแข็งจากการทดลองการประเมินความแข็งวิกฤตสำหรับงานเชื่อมซ่อมเหล็กรางรถไฟ ส่วนสุดท้ายเป็นการเปรียบเทียบระหว่างการทำนายค่าความแข็งวิกฤต ณ ตำแหน่งต่างๆ กับชิ้นงานจริง ผลการทดลองพบว่าค่าความแข็งที่ได้จากการทำนาย ณ บริเวณกระทบร้อน มีค่าความแข็งอยู่ระหว่าง 494.6-513.1 HV และค่าความแข็งที่ได้จากชิ้นงานจริงภายหลังการเชื่อม มีค่าความแข็งอยู่ระหว่าง 516.3-570.4 HV ซึ่งโดยรวมแล้วความแข็งวิกฤติที่ได้จากการทำนายและทดลองจริงมีค่าใกล้เคียงกัน แม้ว่าค่าความแข็งจากการทดลองจริงจะมีค่าสูงกว่าการทำนายประมาณ 60 HV โดยการแบบจำลองด้วยระเบียบไฟไนต์เอลิเมนต์นี้สามารถถูกนำไปใช้ประโยชน์สำหรับการออกแบบข้อปฎิบัติงานเชื่อมที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการแตกร้าวขณะเย็นตัว (Cold cracking) ต่อไป
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Journal of Technology and Engineering Progress is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) licence, unless otherwise stated. Please read our Policies page for more information
References
Tipsunave, C., Thawornsupacharoen, P., Hommuang, S., Simlee, K., & Paitoonphon, S. (2019). Office of the Permanent Secretary. Ministry of Transport. Retrieved February 1, 2020.
Dijs Sergejevs, Andris Tipainis, Pavels Gavrilovs, Restoration of Railway Turnout Elements with Manual Metal Arc Welding and Flux-Cored Arc Welding, Procedia Engineering 134 (2016) 353 -358.
Micenko P, Li H (2013) Double dip hardness profiles in rail weld heat-affected zone-literature and research review report.Brisbane, Australia.
Maalekian M (2007) Friction welding of rails, Dissertation Graz niversity of Technology 8. Mutton P, Cookson J, Qiu C, Welsby D (2016) Microstructural characterisation of rolling contact fatigue damage in flashbutt welds. Wear:1–10.
Fletcher GVDI, Franklin FJ, Garnham JE,Muyupa E, Papaelias M,Davis CL, Kapoor A, Widiyarta M (2008) Three-dimensional microstructural modelling of wear, crack initiation and growth in rail steel. Int J Railw 1:106–112.
“Railway applications - Track - Flash butt welding of rails - Part 1: New R220, R260, R260Mn and R350HT grade rails in a fixed plant.” Austrian/European Standard OENORMEN 14587–1, 2008.
Pyo, C.; Jeong, S.-M.; Kim,J.; Park, M.; Shin, J.; Kim, Y.; Son, J.;Kim, J.-H.; Kim, M.-H. A Study on the Enhanced Process of Elaborate Heat Source Model Parameters for Flux Core ArcWelding of 9% Nickel Steel for Cryogenic Storage Tank. J.Mar. Sci. Eng. 2022, 10, 1810.
British standard BS11-1985, BS100A, R0900A, https://www.railwayrail.com/products/bs-100a-steel-rail/.
R. Phaoniam, S. Wonthaisong, N. Intawong, J. Chara and K.Nurinram, “Eraluationt HAZ hardness critical during railtraeie-welding repair useing the barrister betneen cooling rate and T8/5” RMTC2023 (2023).
J.Goldak, A. Chakravarti, and M. Bibby; “A New Finite Element Model for Welding Heat Sources”, J.Metallurgical Transactions B,Vol. 15B, (1984),p.299-305.