Latest Developments in Simulation and Optimization of Resistance Welding Processes

• Autorzy: Bennedbaek R. A. K. , Nielsen C. V. , Zhang W.

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2015.6/4

Warianty tytułu

PL

Najnowsze osiągnięcia w zakresie symulacji oraz optymalizacji procesów zgrzewania rezystancyjnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper summarizes the latest developments in numerical simulation and optimization of resistance welding as well as new developments in 3D simulation. Resistance welding simulation can be applied for the prediction of weld nugget sizes in various material combinations, and for the optimization and planning of welding process parameters. Weld quality can be modelled in terms of microstructural phase changes, resulting hardness distribution and strength under specified loading conditions. New developments for 3D simulation of complex joints allow for modelling strength testing and special effects such as shunting. Furthermore, projection welding often needs 3D simulation. 3D simulation of a new, lightweight, sandwich material is presented in the paper.

PL

Artykuł przedstawia najnowsze osiągnięcia w zakresie numerycznej symulacji, optymalizacji zgrzewania rezystancyjnego oraz w zakresie symulacji trójwymiarowej. Symulacja zgrzewania rezystancyjnego pozwala przewidzieć wielkość jądra zgrzeiny dla różnej kombinacji materiałów zgrzewanych oraz umożliwia optymalizację i wyznaczanie parametrów procesu zgrzewania. Jakość zgrzeiny można modelować pod kątem przemian mikrostrukturalnych oraz rozkładu twardości i wytrzymałości w określonych warunkach obciążenia. Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie symulacji trójwymiarowej skomplikowanych złączy pozwalają na modelowanie badań oraz określonych zjawisk, np. bocznikowania. Innym procesem, który często wymaga symulacji 3D jest zgrzewanie garbowe. W artykule przedstawiono symulację trójwymiarową zgrzewania nowego, lekkiego materiału warstwowego.

Słowa kluczowe

EN

resistance welding; numerical 3D simulation; welding parameters

PL

zgrzewanie oporowe; symulacja numeryczna 3D; parametry spawania

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 59, No. 6
• Strony: 31--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il., wykr., rys.

Twórcy

autor

Bennedbaek R. A. K.

• SWANTEC Software and Engineering ApS, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark

autor

Nielsen C. V.

• Department of Mechanical Engineering, Technical University of Denmark, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark

autor

Zhang W.

• SWANTEC Software and Engineering ApS, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark

Bibliografia

• [1] Zhang W., Hallberg H., Bay N.: Finite Element Modelling of Spot Welding Similar and Dissimilar Metals. 7th Int. Conf. on Computer Technology in Welding, San Francisco, USA, pp. 364-373. 1997.
• [2] Zhang W., Kristensen L.: Finite Element Modeling of Resistance Spot and Projection Welding Processes. The 9th Int. Conf. on Computer Technology in Welding, Detroit, Michigan, pp. 15-23. 1999.
• [3] Zhang W.: Design and Implementation of Software for Resistance Welding Process Simulations. SAE 2003 Transactions: Journal of Materials and Manufacturing, Vol.112, No. 5, pp. 556-564. 2003. http://dx.doi.org/10.4271/2003-01-0978
• [4] A. Harthoej A., Pedersen K.R.: Analysis and Modeling of Microstructure and Hardness in Resistance Welding of Steels. B.Sc.-Thesis. Technical University of Denmark. 2008.
• [5] Nielsen C.V., Friis K.S., Zhang W., Bay N.: Three-Sheet Spot Welding of Advanced High-Strength Steels. Welding Journal Research Supplement, Vol. 90 (2), pp. 32s-40s. 2011.
• [6] Zhang W., Chergui A., Nielsen C.V.: Process Simulation of Resistance Weld Bonding and Automotive Light-weight Materials. Proceedings of the 7th International Seminar on Advances in Resistance Welding. Busan, Korea, pp. 67-75. 2012.
• [7] Nielsen C.V., Chergui A.,Zhang W.: Single-sided sheet-to-tube spot welding investigated by 3D numerical simulations. Proceedings of the 7th International Seminar on Advances in Resistance Welding. Busan, Korea 2012.
• [8] Nielsen C.V., Zhang W., Alves L.M., Bay N., Martins P.A.F.: Modeling of Thermo-Electro-Mechanical Manufacturing Processes with Applications in Metal Forming and Resistance Welding. Published by Springer. 2013. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4471-4643-8_8
• [9] Nielsen C. V., Zhang W., Perret W., Martins P.A.F., Bay N.: Three-dimensional simulations of resistance spot welding. Proceedings of the IMechE Part D: Journal of Automobile Engineering Vol. 229, No. 7, pp. 885–897. 2015. http://dx.doi.org/10.1177/0954407014548740
• [10] Nielsen C.V., Zhang W., Martins P.A.F., Bay N.: 3D numerical simulation of projection welding of square nuts to sheets. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 215, pp. 171-180. 2015.
• [11] http://www.swantec.com.
• [12] Blondeau R., Maynier P., Dollet J., Vieillard-‑Baron B.: Prévision de la dureté, de la résistance et de la limite d’elasticité des aciers au carbone et faiblement alliés d’après leur composition et leur traitement thermique. Mémoires Scientifiques Revue Métallurgie, pp. 759-769. 1975.
• [13] Maynier P., Jungmann B., Dollet J.: Creusot-‑Loire system for the prediction of the mechanical properties of low alloy steel products. Hardenability Concepts with Applications to Steels. The Metallurgical Society of AIME Heat Treatment Committee / American Society for Metals Activity on Phase Transformations, pp. 518-545. 1978.
• [14] Nielsen C.V., Bennedbæk R.A.K., Larsen M.B., Bay N., Chergui A., Zhang W., Martins P.A.F.: Experimental and Simulated Strength of Spot Welds. The 8th International Seminar on Advances in Resistance Welding, Baveno, Italy, pp.161-172. 2014.
• [15] Nielsen C.V., Martins P.A.F., Zhang W., Bay N.: Numerical methods in simulation of resistance welding. VI International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering, pp. 322-333. 2015.
• [16] Hoffmann O.: Environment oriented light weight design in steel. Ökologischer Leichtbau in Stahl, Hannovermesse Werkstoff-‑Forum, Hannover, Germany. 2012.
• [17] Hoffmann O.: Steel lightweight materials and design for environmentally friendly mobility, Industrial Technologies 2012 integrating nano, materials and production. Aarhus, Denmark. 2012.
• [18] Sagüés Tanco J., Nielsen C.V., Chergui A., Zhang W., Bay N.: Weld nugget formation in resistance spot welding of new lightweight sandwich material. International Journal of Advanced Manufacturing http://dx.doi.org/10.1007/s00170-015-7108-0

Uwagi

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s.