یکی از عمومی ترین فرآیندهای مورد استفاده برای اتصالات در صنعت، فرآیند جوشکاری می باشد و از جمله مزایای آن می توان به هزینه کم و قابلیت بالای اعتماد آن اشاره کرد. اما این فرآیند دارای مشکلاتی همچون تنش پسماند و اعوجاج ناخواسته نیز می باشد که باعث کاهش دقت اندازهها، افزایش زمان تولید سازه ها و ... می شود. شناخت پارامترهای موثر در کاهش مشکلات فرآیندهای جوشکاری بسیار مهم است. بررسی کلی مقالات انتشار یافته تاکنون نشان داده که آمپراژ، ولتاژ، سرعت جوشکاری، جهت جوشکاری و ... از جمله پارامترهای مورد توجه محققان در این حوزه است. بعد از شناخت پارامترهای موثر بر مسئله میتوان به کمک روش های نوین بهینه سازی مقادیر تنش های پسماند و اعوجاج را بهینه کرد. در این پژوهش در بخش اول به معرفی مختصر روش های بهینه سازی پرداخته و سپس در بخش دوم با نگاه آماری، تمرکز و علاقه محققان در بهینه سازی فرآیندهای مختلف جوشکاری با روشهای نوین بهینه سازی و مروری بر تعدادی از کارهای انجام گرفته در این حوزه ذکر خواهد شد.

مقدمه

یکی از پر کاربردترین روش های اتصلات دائم در صنایع کشتی سازی، اتومبیل سازی، ساخت سازه های فلزی و ... استفاده از فرآیند جوشکاری می باشد. از جمله مشخصات بارز فرآیند جوشکاری، تنش های پسماند و اعوجاج قابل توجهی است که پس از انجام اتصال در قطعه بخصوص در منطقه متأثر از جوشکاری (HAZ) باقی می ماند. HAZ قسمتی از فلز اصلی است که در نزدیک ناحیه مذاب واقع گردیده و چون به اندازه قابل ملاحظه ای گرم می گردد ساختمان و اندازه ذرات آن تغییر می کند علیرغم این که ترکیب شیمیایی آن ثابت است. یکی از مهمترین دلایل ایجاد کرنش و تنش در فرآیند جوشکاری، انقباض و انبساط غیریکنواخت در نقاط مختلف قطعه است.

   مشکل اصلی وجود تنش پسماند بسیار زیاد حاصل از حرارت موضعی بالا، سیکل های حرارتی و نیز گرادیان حرارتی بسیار زیاد در اطراف ناحیه جوش می باشد که ارزیابی شدّت این تنش پسماند به منظور پیش بینی عمر قطعه ضروری می باشد. کلیه فرآیندهایی که موجب تغییر شکل پلاستیکی شوند، منجر به ایجاد تنشهای پسماند در قطعه خواهند شد. تحلیل های پیچیده و روشهای عددی برای محاسبه تنش پسماند گسترش یافته است، امروزه تحلیل المان محدود یک ابزار قدرتمند برای این هدف می باشد. گستردگی توزیع تنش پسماند و تغییر شکل ناشی از اختلاف انبساط حرارتی نیز به کمک روش المان محدود قابل محاسبه است.
   تنش پسماند و اعوجاج از جمله شایع ترین مشکلات حاصل از فرآیند جوش مذابی هستند که باعث تغییر دقت اندازه ها و تلرانس ها و افزایش هزینه ها ناشی از عملیات بعد از جوشکاری برای بازگرداندن دقت اندازه ها شده و همچنین باعث افزایش زمان تولید سازه ها میگردد. شکل (1 )  انواع مختلفی از اعوجاج در اثر فرآیند جوشکاری را  نمایش می دهد.

شکل(1) : نمایش انواع مختلف اعوجاج

   اما برای توضیح کاربرد بهینه سازی باید گفت، در طراحی، ساخت و نگهداری هرسیستم باید تصمیمات تکنولوژیکی و مدیریتی بسیاری گرفته شود . هدف نهایی از چنین تصمیماتی کمینه کردن تلاش لازم و یا بیشینه کردن سود مورد نظر است . تلاش لازم یا سود مورد نظر در هر وضعیت عملی را میتوان به صورت تابعی از متغیرهای تصمیم مشخص بیان کرد . بنابراین بهینه سازی را میتوان به عنوان فرایند یافتن شرایطی که مقدار بیشینه یا کمینه یک تابع را بدست می دهد، تعریف کرد. روش های مختلف و متنوعی برای بهینه سازی یک مسئله وجود دارد که از جمله میتوان به الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی ازدحام ذرات ، بهینه سازی کلونی مورچگان، تکامل تفاضلی، الگوریتم رقابت استعماری ، الگوریتم زنبورها، کلونی مصنوعی زنبورها، جستجوی هارمونی، الگوریتم فرهنگی، شبیه سازی تبرید، جستجوی ممنوع، الگوریتم کرم شب تاب و ... اشاره کرد. در دسته بندی کلی تر می توان الگوریتم های ذکر شده را در دسته های هوش تکاملی، هوش ازدحامی، شبیه سازی تکامل سیاسی، شبیه سازی ریاضی هارمونی موسیقی دسته بندی کرد. به طور کلی ایده اکثر الگوریتم های بهینه سازی از طبیعت گرفته شده که علت آن داشتن زمان کافی طبیعت برای بهینه کردن ساختار خود است.