Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect of a heat input to the joint during the gas metal arc welding of ferritic-austenitic steel 1.4462 on welding deformations

Pałubicki Stanisław, Czapiewski Wiesław

Materials Science and Welding Technologies / Technologie Materiałowe i Spawalnicze

|

2024

|

Vol. 68, No. 1

art. no. 4

EN

Welding is a special process, the result of which cannot be fully guaranteed despite the use of all possible and available procedures leading to the correct fabrication of the welded joint. The quality of joints made in the welding process cannot be fully verified during inspection and testing, where any discrepancies may only become apparent during product operation. The tests presented in the article aimed to determine the impact of changes in the value of welding linear energy (heat input) and of correlations between values of process parameters (current, arc voltage and welding rate) on welding deformations of joints made of ferritic-austenitic steel using the GMAW method. The testing methodology, involving the performance of tests based on an experimental scheme, enabled the development of a mathematical model of the test object (MMTO). The analysis of the MMTO revealed its usability in explaining (and forecasting) the mean square deviation of surface flatness (i.e. a parameter used to assess the value of joint flatness deviation) in relation to values of welding process input parameters under specific implementation conditions and assumed significance level α = 0.05. The tests revealed the existence of a narrow range of heat input, in relation to which welding deformations were relatively small (as the correlation between welding deformations and the heat input during the welding process was not a monotonic function).

PL

Proces spawania jest specjalny, a jego wynik nie może być w pełni zagwarantowany, mimo zastosowania wszelkich możliwych i dostępnych zabiegów, które prowadzą do prawidłowego wykonania złącza spawanego. Jakość złącza wykonanego w procesie spawania nie może być w pełni sprawdzona podczas kontroli i badania, a powstałe niezgodności mogą ujawnić się dopiero w trakcie eksploatacji wyrobu. Celem badań przedstawionych w artykule było określenie wpływu zmian wartości energii liniowej spawania (zmian ilości wprowadzonego ciepła) oraz związków pomiędzy wartościami parametrów wchodzących w jej skład, tj. wartościami natężenia prądu, napięcia łuku i prędkości spawania na odkształcenia spawalnicze złączy wykonanych ze stali ferrytyczno-austenitycznej metodą GMAW. Zastosowana metodyka badań, polegająca na przeprowadzeniu prób z użyciem planu eksperymentu, umożliwiła wyznaczenie modelu matematycznego obiektu badań (MMOB). Analiza opracowanego MMOB wykazała jego przydatność do wyjaśnienia (i prognozy) wielkości średniej kwadratowej odchyłki płaskości powierzchni (parametru wykorzystanego do oceny wielkości odchyłek płaskości złączy) w zależności od wartości parametrów wejściowych procesu spawania, w określonych warunkach jego realizacji, dla założonego poziomu istotności α = 0,05. Z przeprowadzonych badań wynika, że istnieje wąski zakres ilości wprowadzonego ciepła, dla którego odkształcenia spawalnicze są relatywnie najmniejsze, ponieważ zależność odkształceń spawalniczych od wprowadzonego do złącza podczas spawania ciepła nie jest funkcją monotoniczną.

2

Numerical simulation and the improved welding of storage tank heads with respect to minimised welding strains

Czech Robert, Mróz Marek, Pikuła Janusz, Spólnik Marcin, Kupiec Bogdan, Dec Andrzej, Węglowski Marek

Materials Science and Welding Technologies / Technologie Materiałowe i Spawalnicze

|

2023

|

Vol. 67, No. 5-6

art. no. 6

EN

The article presents results of Sysweld software programme-based tests involving the use of numerical simulation in the improvement of the welding of a storage tank head with respect to the minimisation of welding strains (distortions). The development of CAD models and mock-ups used in the FEM analysis was based on drawing documentation. The numerical simulation concerning the distribution of the field of displacements in the storage tank head was performed for four models, involving various welding sequences and directions. Related analyses involved the initial model applied in the technology currently used in the fabrication of storage tank heads as well as three new models (of welding sequences and directions). The comparative analysis, involving the initial model and the three new models, was concerned with different values of displacements in all directions (X, Y and Z) and at all characteristic points of the storage tank head. The simulation results revealed the existence of correlations between welding sequence and directions and varied distributions of fields of displacements (strains/distortions). Post-weld distributions of fields of displacements in the initial model and models 2-4 were characterised by varied values of displacements, yet also by the similar nature of tank head stress-triggered distortions. Dimensionally relevant displacements (distortions) of the storage tank head were observed in direction Z (i.e. direction perpendicular to the surface). In all the models subjected to analysis, the greatest displacements were identified in the areas of storage tank head nodes. Selected welding stages in the initial model were characterised by greater displacements than those observed in models 2-4. In line 1, higher values were observed at stages 8-10, 12 and 13. In turn, in line 2, higher values were observed at stages 8-10. In addition, in line 2, stages 11-14 were characterised by greater displacements in the initial model if compared with those identified in models 3 and 4. The FEM-based analysis of the tank head enabled the qualitative verification of tank-related welding schemes in terms of welding strains.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wykorzystania symulacji numerycznej w procesie doskonalenia technologii spawania dna zbiornika magazynowego, w aspekcie minimalizacji odkształceń spawalniczych. Na podstawie dokumentacji rysunkowej wykonano modele CAD i makiety do analizy MES. W badaniach wykorzystano program Sysweld. Symulację numeryczną rozkładu pola przemieszczeń dna zbiornika magazynowego wykonano dla czterech modeli, wariantów kolejności i kierunku układania spoin. Analizowano model wyjściowy stosowany w dotychczasowej technologii wytwarzania dna zbiornika oraz trzy nowe modele kolejności i kierunku układania spoin. Dokonano analizy porównawczej nowych modeli względem modelu wyjściowego, w aspekcie różnic pomiędzy wartościami przemieszczeń we wszystkich kierunkach (X, Y, Z), w charakterystycznych punktach dna zbiornika magazynowego. Uzyskane wyniki wskazują, że zastosowanie różnych kolejności i kierunków wykonania spoin podczas spawania dna zbiornika magazynowego skutkowało uzyskaniem różnych wartości w rozkładzie pola przemieszczeń (odkształceń). Rozkłady pola przemieszczeń po zakończonym procesie spawania w modelu wyjściowym i w modelach 2.-4. charakteryzowały się występowaniem różnic w wartościach przemieszczeń, przy zachowaniu podobnego charakteru odkształceń dna zbiornika w wyniku oddziaływania naprężeń. Istotne wymiarowo przemieszczenia (odkształcenia) dna zbiornika magazynowego występowały w kierunku Z, prostopadłym do jego powierzchni. We wszystkich analizowanych modelach kolejności i kierunku wykonania spoin największe przemieszczenia stwierdzono w obszarze wierzchołków dna zbiornika magazynowego. Na wybranych etapach spawania w modelu wyjściowym występowały większe przemieszczenia względem modeli 2.-4. W linii 1 większe wartości stwierdzono na etapach 8.-10., 12. i 13., natomiast w linii 2 na etapach 8.-10. W linii 2 na etapach 11.-14. stwierdzono większe przemieszczenia modelu wyjściowego względem modeli 3. i 4. Przeprowadzona analiza MES makiety dna zbiornika umożliwiła jakościową weryfikację planów spawania zbiornika z punktu widzenia odkształceń spawalniczych.

3

Direction of the rolling of plates made of steel grade 0H18N9 versus welding distortions

Grzesiak Damian

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2020

|

Vol. 64, No. 6

51--56

EN

The article presents the results of tests concerning the effect of the direction of the rolling of plates made in steel 0H18N9 on welding distortions. The research-related analysis was concerned with the rolling direction in relation to the longer edge of specimens. The specimens were welded using the MAG method involving the use of pulsed arc. The acquisition of surface flatness-related data was performed using a GOM ATOS 5M blue light scanner. The analysis of the results revealed that the mean surface flatness of the specimens was similar in relation to all of the rolling directions related to analysis. However, the direction of distortions parallel and perpendicular to the weld varied depending on the direction of rolling.

PL

Przedstawiono badanie wpływu kierunku walcowania blachy gatunku 0H18N9 na odkształcenia spawalnicze. Analizie poddano orientacje kierunku walcowania względem dłuższego brzegu próbki. Próbki spawano metodą MAG łukiem pulsującym. Akwizycji danych płaskości powierzchni dokonano za pomocą skanera światła niebieskiego GOM ATOS 5M. Na podstawie przeprowadzonej analizy stwierdzono, że średnia płaskość powierzchni próbek dla wszystkich analizowanych kierunków walcowania była zbliżona, natomiast kierunek odkształceń w kierunku równoległym i prostopadłym do spoiny różnił się w zależności od kierunku walcowania.

4

Deep-penetration welding as a method for saving materials and increasing the load-carrying capacity of welded structures

Kudła Krzysztof, Wojsyk Kwiryn, Makles Krzysztof

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2020

|

Vol. 64, No. 5

13--19

EN

The study presents possible savings resulting from the use of deep-penetration welding processes in the fabrication of welded structures. The study-related tests revealed 80% savings of filler metals and the 50% reduction of welding distortions without compromising the maximum load-carrying capacity of welded joints. The tests involved steel grades S355J2, S460NL, S700MC, S690QL and 450HBW (Hardox) having thicknesses restricted within the range of 8 mm to 20 mm as well as filler metal grades G4Si1 and G69.

PL

Przedstawiono możliwe oszczędności płynące ze stosowania procesów głęboko wtapiających w konstrukcjach spawanych. Uzyskano oszczędności materiałów dodatkowych sięgające 80% w stosunku do dotychczas zużywanych a odkształcenia spawalnicze ograniczono o 50%, zachowując maksymalną nośność złączy spawanych. Badania przeprowadzono dla stali S355J2, S460NL, S700MC, S690QL i 450HBW (Hardox) w zakresie grubości 8–20 mm oraz materiałów dodatkowych w gatunkach G4Si1 i G69.

5

The FEM-based numerical analysis of welding distortions in spatial-flat elements of large-sized welded structures

Pikuła Janusz, Pfeifer Tomasz, Niagaj Jerzy

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2019

|

Vol. 63, No. 4

15--26

EN

The issue of welding distortions concerns both large welded structures such as bridges, storage tanks and elements of welded building structures as well as small and precise elements. Particularly susceptible to welding distortions are thin-walled structures, in which hard-to-predict welding distortions are responsible for serious technical problems. This paper presents the results concerning the welding of spatial and flat elements used in large-sized welded structures in terms of welding distortions. Due to their geometry, large welded structures may be the source of complex welding distortions, e.g. corrugations. The research-related works discussed in the article were carried out using the finite element method (FEM). The validation of FEM model of the welding process was performed using an optical system measuring welding distortions of an actual structure.

PL

Problem odkształceń spawalniczych dotyczy zarówno dużych konstrukcji spawanych takich, jak konstrukcje mostowe, zbiorniki magazynowe i elementy spawanych konstrukcji budowlanych, jak również niewielkich, precyzyjnych elementów. Szczególnie podatne na odkształcenia spawalnicze są konstrukcje cienkościenne, w których trudno przewidywalne odkształcenia spawalnicze powodują poważne problemy techniczne. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań spawania elementów przestrzenno-płaskich stosowanych w wielkogabarytowych konstrukcjach spawanych w aspekcie odkształceń spawalniczych, w których, ze względu na ich geometrię, istnieje możliwość powstania złożonych odkształceń spawalniczych (np. pofałdowań). Badania przeprowadzono przy użyciu metody elementów skończonych (MES), a walidację modelu numerycznego MES spawania przeprowadzono przy użyciu pomiaru systemem optycznym spawalniczych odkształceń rzeczywistej konstrukcji.

6

Badanie objętości osadu w zbiornikach ropy naftowej przy użyciu techniki AE i termografii

Baran Ireneusz, Nowak Marek, Dunaj Tomasz

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2019

|

nr 1

3--6

EN

The article presents the techniques of AE and thermography to assess the level, volume and shape of sludge inside a storage tank. The thermographic method is used to assess the amount of sludge (height) along the tank's shell. In this case, the technique AE is used in a different way than usual. A special sensor system was used on the wall and roof of the tank. The sensors generate AE pulses in accordance with the established algorithm. The algorithm allows the recording of AE signals as a result of propagation and reflection of AE waves (including deposits) in the stored product between the sensors. Based on differences in the wave propagation time, sludge thickness is calculated at various points on the bottom of the tank.

PL

W artykule przedstawiono techniki AE i termografii do oceny poziomu, objętości i kształtu osadów w zbiorniku magazynowym. Metoda termograficzna służy do oceny poziomu osadu (wysokości) wzdłuż płaszcza zbiornika. Technika AE jest w tym przypadku wykorzystywana w inny sposób niż zwykle. Zastosowano specjalny układ czujników na ściance i dachu zbiornika. Czujniki generują impulsy AE zgodnie z ustalonym algorytmem, który pozwala na rejestrację sygnałów AE w wyniku propagacji fal i odbicia fal AE (w tym od osadów) w magazynowanym produkcie pomiędzy czujnikami. W oparciu o różnice w czasie propagacji fal są obliczane wysokości osadu w różnych punktach na dnie zbiornika.

7

Pomiar odkształceń spawalniczych metodami skanowania 3D

Nowacki J., Sieczkiewicz N., Nocoń M.

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2018

|

nr 3

3--6

PL

W artykule zaprezentowano podstawową problematykę związaną z pomiarem odkształceń spawalniczych metodami skanowania 3D. Dokonano przeglądu dostępnych rozwiązań przemysłowych na rynku skanerów 3D oraz wykonano analizę wyników badań eksperymentalnych wielkości odkształceń stali o wysokiej wytrzymałości S960QL napawanej metodą SAW. Dobrano technikę skanowania dla prostokątnych próbek stalowych, wykorzystując następujące technologie: Kinect dla systemu Windows v1 oraz v2, DAVID SLS-3. Podczas pomiarów odkształceń wykorzystano skaner GOM ATOS III Triple Scan. Wyniki badań uzasadniają zastosowanie przemysłowego skanera 3D do pomiaru wielkości odkształceń, który pozwala na rejestrację najmniejszych różnic pomiędzy próbką przed i po napawaniu.

EN

The article describe major problems related to measurement of welding deformations, in particular using the 3D scanning methods are presented. The study includes a review of already available industrial 3D scanning technology solutions. Experimental investigation of high strength steel welding deformations has been done. Surfacing was performed on S960QL steel by SAW method with different welding parameters applied. Appropriate 3D scanning technology was selected. 3D scans were obtained, using Kinect for Windows v1 and v2, DAVID SLS-3. Steel plates were measured using GOM ATOS III Triple Scan. Metrology grade 3D scanner used for measurements of weld distortions ensured required accuracy of measurement. Results proved the rightness and accuracy of such solution.

8

Możliwości szacowania odkształcenia kątowego w spawanym złączu teowym

Kozak J.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 12

1930--1931

PL

Spawanie jest podstawową techniką łączenia elementów konstrukcji kadłuba statku. Procesowi temu towarzyszą odkształcenia spawalnicze, co przysparza dużo problemów wykonawczych. W pracy przedstawiono wpływ przewymiarowania spoiny pachwinowej na wielkość kątowych odkształceń złącza. Dokonano porównania wartości określonych na podstawie in- żynierskich hipotez z wynikami otrzymanymi podczas prób laboratoryjnych.

EN

Welding process is basic joining technique in shipbuilding. Such method generated welding distortions which cause a lot of problems during the manufacturing process. In the work influence of oversizing of weld on angular distortions of joint is presented basing upon of the results of the laboratory measurements. Values determined on the basis of literature hypotheses are compared with the one obtained from the laboratory test.

9

Symulacje numeryczne i badania doświadczalne deformacji spawanego laserowo połączenia teowego typu I-core

Piekarska W., Saternus Z., Stano S., Kubiak M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 1

64--67

PL

Praca dotyczy prognozowania numerycznego i pomiarów rzeczywistych odkształceń spawalniczych w spawanych laserowo innowacyjnych połączeniach teowych typu I-core, wykonanych ze stali S355. Analizę numeryczną zjawisk cieplnych i mechanicznych przeprowadzono za pomocą pakietu oprogramowania inżynierskiego Abaqus FEA. W algorytmie numerycznym zastosowano dodatkowe, autorskie procedury numeryczne służące do modelowania złożonych zjawisk cieplno-mechanicznych procesu spawania, takich jak: ruch źródła ciepła spawającego, rozkład mocy źródła ciepła wiązki laserowej oraz kinetyki przemian fazowych stali w stanie stałym. W obliczeniach numerycznych uwzględniono zmienne z temperaturą własności termomechaniczne spawanej stali. Wykonano badania doświadczalne struktury złącza i deformacji złączy spawanych. Przedstawiono porównanie obliczonych rozkładów temperatury i deformacji spawalniczych z wynikami eksperymentu.

EN

This paper contains numerical prediction and measurements of real welding deformations in laser welded innovative T-joints I-core type, made of 355 steel. Numerical analysis of thermal and mechanical phenomena is performed in Abaqus FEA engineering software. In the numerical algorithm additional author’s numerical procedures are used for modelling of coupled thermomechanical phenomena in welding process, such as: the motion of welding source, the distribution of laser beam heat source power and the kinetics of phase transformation in solid state. Changing with temperature thermomechanical properties of welded steel are taken into account in numerical calculations. Experimental measurements of welded joints structure composition and welding deformations are performed in this study. Presented results include calculated temperature distribution and welding deformations compared with experimental results.

10

Numerical analysis of MIG welding of butt joints in aluminium alloy

Kik T

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2014

|

Vol. 58, No. 3

37--49

EN

Analyses based on FEM calculations have significantly changed the possibilities of determining welding strains and stresses at early stages of product design and welding technology development. Such an approach to design enables obtaining significant savings in production preparation and post-weld deformation corrections and is also important for utility properties of welded joints obtained. As a result, it is possible to make changes to a simulated process before introducing them into real production as well as to test various variants of a given solution. Numerical simulations require the combination of problems of thermal, mechanical and metallurgical analysis. The study presented involved the SYSWELD software-based analysis of MIG welded butt joints made of 5251 aluminium alloy sheets. The analysis of strains and the distribution of stresses were carried out for several different cases of fixing elements and for different times of releasing elements welded.

PL

Analizy bazujące na obliczeniach metodą elementów skończonych znacznie zmieniły możliwości określania odkształceń spawalniczych i naprężeń na wczesnym etapie projektowania produktu i opracowywania technologii spawania. Takie podejście do projektowania pozwala na uzyskanie znaczących oszczędności w zakresie kosztów przygotowania produkcji jak również obniżenia kosztów związanych z procesami korekcji odkształceń spawalniczych po procesie spawania oraz nie pozostaje bez znaczenia w kwestii własności użytkowych uzyskanych połączeń spawanych. Istnieje zatem możliwość wprowadzania zmian w procesie, zanim dokonane zostaną zmiany w procesie wytwarzania jak również testowania różnych wariantów danego rozwiązania. Symulacje numeryczne wymagają połączenia zagadnień z zakresu analizy termicznej, mechanicznej i metalurgicznej. W prezentowanej pracy przeprowadzono analizę za pomocą oprogramowania SYSWELD, złączy doczołowych blach ze stopu aluminium 5251 spawanych metodą MIG. Analiza odkształceń oraz rozkładu naprężeń została przeprowadzona dla kilku różnych przypadków mocowania elementów do spawania i czasów uwolnienia elementów z zamocowania.

11

Panele sandwich w wielkogabarytowych konstrukcjach stalowych - charakterystyka problemu łączenia

Urbański T.

Postępy Nauki i Techniki

|

2010

|

nr 5

32-44

PL

W artykule przedstawiono podstawowe typy innowacyjnych elementów konstrukcyjnych, zwanych panelami sandwich. Pokazano możliwości zastosowań paneli w wielkogabarytowych sekcjach stalowych. Konstrukcja hybrydowa, która powstaje w wyniku łączenia struktury konwencjonalnej z innowacyjną, stwarza konieczność rozwiązania szeregu problemów, zwłaszcza natury technologicznej. Do najistotniejszych problemów z tej dziedziny należy łączenie, zarówno paneli między sobą, jak również z konstrukcją konwencjonalną. W artykule dokonano charakterystyki problemu łączenia w kontekście technologicznym.

EN

The underlying article presents fundamental types of innovative structural elements, called sandwich panels. It reveals possibilities of using panels in large-size steel sections. The hybrid construction, which emerges as a result of joining conventional structure with innovative, creates the necessity of solving several problems, especially of technological nature. The most important problems in this field are joining panel to panel and panel with conventional construction. The article performed a characteristic of joining problem in technological point of view.