PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Computer modelling of thermomechanical phenomena in pipes welded using a laser beam

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Komputerowe modelowanie zjawisk termomechanicznych w rurach spawanych z wykorzystaniem wiązki laserowej
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
This study concerns numerical modelling and computer simulation of thermomechanical phenomena accompanying spiral welding of pipes made of stainless steel X5CrNi18-10 using a laser beam. Based on Abaqus FEA software, 3D numerical analysis was performed. Power distribution of spirally moving heat source was implemented into additional DFLUX subroutine, written in Fortran programming language. Thermomechanical properties of steel changing with temperature were taken into account in the analysis. The efficiency of material melting by different welding sources as well as the influence of heat load on the shape of melted zone, deformation of welded pipe and residual stress were examined.
PL
Praca dotyczy modelowania numerycznego i symulacji komputerowej zjawisk termomechanicznych towarzyszących procesowi spawania spiralnego rur ze stali nierdzewnej X5CrNi 18-10 przy wykorzystaniu wiązki laserowej. Bazując na oprogramowaniu Abaqus FEA wykonano analizę numeryczną 3D. Rozkład mocy źródła ciepła poruszającego się spiralnie implementowano w dodatkowej procedurze DFLUX napisanej w języku programowania Fortran. W analizie uwzględniono zmienne własności termomechaniczne stali. Badano efektywność przetapiania materiału różnymi typami źródeł spawających oraz wpływ obciążenia cieplnego na kształt strefy przetopienia, deformacje spawanych rur i naprężenia spawalnicze.
Twórcy
autor
  • Częstochowa University of Technology, Institute of Mechanics and Machine Design Foundations, Dąbrowskiego 73, 42-200 Częstochowa, Poland
autor
  • Częstochowa University of Technology, Institute of Mechanics and Machine Design Foundations, Dąbrowskiego 73, 42-200 Częstochowa, Poland
autor
  • Częstochowa University of Technology, Institute of Mechanics and Machine Design Foundations, Dąbrowskiego 73, 42-200 Częstochowa, Poland
autor
  • Częstochowa University of Technology, Institute of Mechanics and Machine Design Foundations, Dąbrowskiego 73, 42-200 Częstochowa, Poland
Bibliografia
  • [1] Y. Komizo, Overview of recent welding technology relating to pipeline construction, Trans of JWRI 37, 1-5 (2008).
  • [2] D. Chromik, Nowoczesne technologie spawalnicze, Rurociagi 54, 15-17 (2008).
  • [3] Welded Steel Pipe Design Manual. Merits, Design Standards, Technical Data and References, American Iron And Steel Institute, USA (2007).
  • [4] J. Pilarczyk, M. Banasik, J. Stano, Technological applications of laser beam welding and cutting at the Instytut Spawalnictwa, Przeglad Spawalnictwa 5-6, 6-10 (2006).
  • [5] J. Rojek, M. Hyrcza-Michalska, A. Bokota, W. Piekarska, Determination of Mechanical Properties of the Weld Zone in Tailor-Welded Blanks, Arch Civ Mech Eng 12, 156-162 (2012).
  • [6] C. Daves, Laser Welding: Apractical guide, Abington Publishing, Cambridge (1992).
  • [7] U. Dilthey, A. Wieschemann, Prospects by combining and coupling laser beam and arc welding processes, Welding in the World 44, 37-46 (2000).
  • [8] P. Seyffarth, I. V. Krivtsun, Laser-Arc Processes and their Applications in Welding and Material Treatment, Taylor & Francis, USA (2002).
  • [9] A. Bokota, T. Donański, Numerical Analysis of thermo-mechanical phenomena of hardening process of elements made of carbon steel C80U, Arch Metall Mater 52, 277-288 (2007).
  • [10] M. J. Torkamany, J. Sabbaghzadeh, M. J. Hamedi, Effect of laser welding mode on the microstructure and mechanical performance of dissimilar laser spot welds between low carbon and austenitic stainless steels, Mater Design 34, 666-672 (2012).
  • [11] J. Zhou, H. L. Tsai, Modeling of transport phenomena in hybrid laser-MIGkeyhole welding, Int J Heat Mass Trans 51, 4353-4366 (2008).
  • [12] W. Piekarska, M. Kubiak, A. Bokota, Numerical simulation of thermal phenomena and phase transformations in laser-arc hybrid welded joints, Arch Metall Mater 56, 409-421 (2011).
  • [13] F. Yigit, L. G. Hector, Solidification ofapure metal with finite thermal capacitance onasinusoidal mold surface, J Therm Stresses 25, 663-690 (2002)
  • [14] M. A. Rady, V. V. Satyamurty, A. K. Mohanty, Effects of liquid superheat during solidification of pure metals in a square cavity, Heat Mass Transfer 32, 499-509 (1997).
  • [15] T. Skrzypczak, E. Węgrzyn-Skrzypczak, Mathematical and numerical model of solidification process of pure metals, Int J Heat Mass Trans 55, 4276-4284 (2012).
  • [16] E. Majchrzak, B. Mochnacki, J. S. Suchy, Identification of substitute thermal capacity of solidifying alloy, J Theor Appl Mech 46, 257-268 (2008).
  • [17] B. Nedjar, An enthalpy-based finite element method for nonlinear heat problems involving phase change, Comput Struct 80, 9-21 (2002).
  • [18] R. Parkitny, L. Sowa, Numerical simulation of solidification of casting taking into account fluid flow and heat transfer phenomena. The axisymmetrical problem, J Theor Appl Mech 39, 909-921 (2001).
  • [19] SIMULIA; Abaqus analysis user’s manual. Version 6.7; Dassault System (2007).
  • [20] SIMULIA; Abaqus theory manual. Version 6.7; Dassault System (2007).
  • [21] S. A. Tsirkas, P. Papanikos, Th. Kermanidis, Numerical simulation of the laser welding process in butt-joint specimens, J Mater Process Tech 134, 59-69 (2003).
  • [22] J. A. Goldak, Computational Welding Mechanics, Springer, USA (2005).
  • [23] D. Deng, H. Murakawa, Numerical simulation of temperature field and residual stress in multi-pass welds in stainless steel pipe and comparison with experimental measurements, Comp Mater Sci 37, 269-277 (2006).
  • [24] A. F. M. Arif, A. S. Al-Omari, B. S. Yilbas, Y. N. Al-Nassar, Thermal stress analysis of spiral laser-welded tube, J Mater Process Tech 211, 675-687 (2011).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-51f0777d-ce0a-49a1-9f9f-6889af2fe5da
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.