Numerical analysis in the welding of structures with respect to the minimisation of welding distortions

• Autorzy: Pikuła Janusz , Kubik Kamil , Sędek Piotr , Węglowski Marek St. , Kwieciński Krzysztof , Czech Robert , Spólnik Marcin

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2022.5/5

Warianty tytułu

PL

Analiza numeryczna spawania konstrukcji w aspekcie minimalizacji odkształceń spawalniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The welding process is the subject of worldwide tests, primarily related to the effect of process conditions and parameters on the structure, geometry and the strength of joints as well as on the formation of welding stresses and strains (distortions). In spite of numerous test results, the welding process itself continues to be one of the reasons for the formation of distortions. Designers and manufacturers should follow principles contained in related standards and guidelines, specifying, among other things, acceptable dimensional deviations. The article presents FEM-based test results concerning the welding of a steel structure and analyses the effect of structure restraint on the formation of welding distortions.

PL

Proces spawania jest obiektem badań prowadzonych na całym świecie i w znacznej większości dotyczą one wpływu warunków i parametrów procesu na budowę strukturalną w obszarze złącza, jak również geometrii i wytrzymałości złącza spawanego, a także odkształceń i naprężeń. Natomiast pomimo wielu wyników badań, w dalszym ciągu proces spawania jest przyczyną powstawania odkształceń. Projektanci i wykonawcy powinni przestrzegać zasad określonych w przedmiotowych normach i wytycznych, w których określono m.in. dopuszczalne odchyłki wymiarowe. W artykule przedstawiono wyniki badań z zastosowaniem analizy numerycznej MES spawania konstrukcji stalowej. Przeanalizowano wpływ sposobu utwierdzenia konstrukcji podczas spawania na odkształcenia spawalnicze.

Słowa kluczowe

EN

FEM; numerical analysis; welded structure; welding distortions; welding fixture; finite element method

PL

MES; konstrukcja spawana; zniekształcenia spawalnicze; osprzęt spawalniczy; analiza numeryczna; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 66, No. 5
• Strony: 37--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pikuła Janusz

• Łukasiewicz – Instytut Spawalnictwa, Research Group for Materials Weldability and Welded Structures

autor

Kubik Kamil

• Łukasiewicz – Instytut Spawalnictwa, Research Group for Materials Weldability and Welded Structures

autor

Sędek Piotr

• Łukasiewicz – Instytut Spawalnictwa, Research Group for Materials Weldability and Welded Structures

autor

Węglowski Marek St.

• Łukasiewicz – Instytut Spawalnictwa, Research Group for Materials Weldability and Welded Structures

autor

Kwieciński Krzysztof

• Łukasiewicz – Instytut Spawalnictwa, Research Group for Materials Weldability and Welded Structures

autor

Czech Robert

• Naftoremont-Naftobudowa Sp. z o.o.

autor

Spólnik Marcin

• Naftoremont-Naftobudowa Sp. z o.o.

Bibliografia

• [1] Mizerski J.: Spawanie. Wiadomości podstawowe. Wyd. REA, Warszawa 2005.
• [2] Connor L.P.: Welding Handbook. Eighth Edition. Vol. 1. Welding Technology AWS 1997.
• [3] Radaj D.: Heat Effects of Welding. Temperature Fields, Residual Stress Distortion. Springer-Verlag. 1992.
• [4] Stewart J.P.: Distortion control. John Stewart. Canada 1996.
• [5] Kelly S.M., Martukanitz R.P., Reutzel E.W.: Minimizing buckling distortion in welding by hybrid laser-arc welding – Minimization of Welding Distortion and Buckling – 9. Modelling and Implementation, Woodhead Publishing Series in Welding and Other Joining Technologies, 2011.
• [6] Wang J., Yuan H., Ma N., Murakawa H.: Recent research on welding distortion prediction in thin plate fabrication by means of elastic FE computation. Marine Structures, 2016, vol. 47.
• [7] Li Y., Wang K., Jin Y., Xu M., Lu H.: Prediction of welding deformation in stiffened structure by introducing thermo-mechanical interface element. Journal of Materials Processing Technology, 2015, vol. 216.
• [8] Fu G., Lourenço M.I., Duan M., Estefen S.F.: Influence of the welding sequence on residual stress and distortion of fillet welded structures. Marine Structures, 2016, vol. 46.
• [9] Kokot G., John A., Górka J.: Wspomaganie procesu spawania z wykorzystaniem MES. Przegląd Mechaniczny, 2008, no. 5.
• [10] Kik T., Górka J.: Numerical simulations of laser and hybrid S700MC T-joint welding, Materials, 2019, vol. 12, no. 3, 516.
• [11] Heinze C., Schwenk C., Rethmeier M.: The effect of tack welding on numerically calculated welding-induced distortion. Journal of Materials Processing Technology, 2012, vol. 212, no. 1.
• [12] Kik. T., Slováček M.: Metody analiz numerycznych procesów spawania złożonych konstrukcji, Welding Technology Review, 2017, vol. 89, no. 5.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).