Use of Welding Process Numerical Analyses as Technical Support in Industry. Part 1: Introduction to Welding Process Numerical Simulations

• Autorzy: Slováček M. , Kik T.

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2015.4/3

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie analiz numerycznych procesów spawania jako wsparcia technicznego w przemyśle. Część 1 – Wstęp do symulacji numerycznych procesów spawania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Welding, as a modern and highly efficient technology, is presently applied in practically all industrial sectors. An increase in the number of welding applications entails higher requirements related to the quality of welded joints. Numerical analyses enable welding process simulations whose results are very close to reality. The results of such analyses include distributions of temperature fields, metallurgical phases, hardness, plastic strains and stresses. The analysis of these quantities makes it possible to relatively optimise welding technologies and to obtain information about the behaviour of welded structures during the entire production process. Numerical simulations constitute very useful tools supporting production preparation processes and enabling the obtainment of high quality products. Presently, the most complex numerical simulation software programmes make up the package offered by the ESI Group including SYSWELD, PAM ASSEMBLY and WELD PLANNER. All these programmes utilise FEM-based calculations. This article is the first part of a cycle concerning the possibility of utilising numerical techniques in supporting the design of technologies and structures using computer-aided simulations of welding processes and heat treatment.

PL

Spawanie jako nowoczesna i wysokowydajna technologia znajduje obecnie zastosowanie praktycznie we wszystkich gałęziach przemysłu. Jednocześnie wraz ze wzrostem jego zastosowania rosną również wymagania jakościowe wobec złączy spawanych. Analizy numeryczne pozwalają na symulację procesów spawania przy bardzo wysokiej zgodności wyników z rzeczywistością. Wynikiem tych analiz są rozkłady pól temperatury, faz metalurgicznych, twardości, odkształceń plastycznych i naprężeń. W oparciu o analizę tych wielkości możliwe jest przeprowadzenie względnej optymalizacji technologii spawania jak również uzyskanie informacji o zachowaniu się konstrukcji spawanej podczas całego procesu wytwarzania. Symulacje numeryczne są bardzo przydatnym narzędziem wspomagającym proces przygotowania produkcji oraz zapewnienia najwyższej jakości wyrobu. Najbardziej rozbudowanym obecnie w tym zakresie jest pakiet oprogramowania firmy ESI Group: SYSWELD, PAM ASSEMBLY oraz WELD PLANNER. Wszystkie te programy pracują w oparciu o obliczenia prowadzone metodą elementów skończonych. Artykuł jest pierwszą częścią cyklu dotyczącego możliwości zastosowania technik numerycznych we wspomaganiu projektowania technologii i konstrukcji z wykorzystaniem symulacji komputerowych procesów spawania i obróbki cieplnej.

Słowa kluczowe

EN

numerical analysis; welding processes; numerical simulations

PL

analiza numeryczna; procesy spawalnicze; symulacje numeryczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 59, No. 4
• Strony: 25--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il.

Twórcy

autor

Slováček M.

• MECAS ESI, VUT Brno, Czechy

autor

Kik T.

• Politechnika Śląska

Bibliografia

• 1. Porzner H. et al.: Welding simulation solution, ESI Group internal presentation, December 2009
• 2. Kik T., Slovacek M.: Analiza numeryczna procesów spawania jako wsparcie techniczne projektowania w energetyce. Materiały i technologie stosowane w budowie kotłów o parametrach nadkrytycznych o temperaturze pary do 700°C. 3rd International Welding Conference “Powerwelding 2013”, Kroczyce, 3-4 October 2013, edited by A. Hernasa, J. Pasternak. Gliwice, 2013, pp. 285-298.
• 3. Padma Kumari T., Venkata Sairam S.: Finite Element Analysis of EBW Welded Joint Using SYSWELD. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, Volume 3, Issue 2, February, 2013.
• 4. Kong F., Ma J., Kovacevic R.: Numerical and experimental study of thermally induced residual stress in the hybrid laser–GMA welding process. Journal of Materials Processing Technology, 2011, 1102–1111. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2011.01.012
• 5. Liu Ch., Zhang J., Wua B., Gong S.: Numerical investigation on the variation of welding stresses after material removal from a thick titanium alloy plate joined by electron beam welding. Materials and Design, 34, 2012, 609–617. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2011.05.014
• 6. Goldak J., Pate1 B., Bibby M., Moore J.: Computational weld mechanics -Structures of Materials. 61st Panel meeting, 1985.
• 7. Goldak J., Breiguine V., Dai N., Zhou J.: Thermal stress analysis in welds for hot cracking. ASME, Pressure Vessels and Piping Division PVP. Proceedings of the 1996 ASME PVP Conf., July 2, 1-26, Montreal, 1996.
• 8. Bate S.K., Charles R., Warren A.: Finite element analysis of a single bead-on-plate specimen using SYSWELD. International Journal of Pressure Vessels and Piping 86, 2009, 73–78. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpvp.2008.11.006
• 9. Kik T.: Numerical analysis of MIG welding of butt joints in aluminium alloy. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2014, no, 3, pp. 37-49.
• 10. ESI Group: SYSWELD reference manual, digital version SYSWELD 2015.1

Uwagi

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s.42-46