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

• Autorzy: Piekarska W. , Saternus Z. , Stano S. , Kubiak M.

Warianty tytułu

EN

Numerical simulations and experimental research on the deformation of laser welded T-joint I-core type

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

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.

Słowa kluczowe

PL

spawanie laserowe; połączenie teowe; modelowanie numeryczne; zjawiska cieplne; przemiany fazowe; odkształcenia spawalnicze

EN

laser welding; T-joint; numerical modelling; thermal phenomena; phase transformation; welding deformations

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 81, nr 1
• Strony: 64--67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Piekarska W.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn ul. Dąbrowskiego 73, 42-200 Częstochowa

autor

Saternus Z.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn ul. Dąbrowskiego 73, 42-200 Częstochowa

autor

Stano S.

• Instytut Spawalnictwa, ul. Bł. Czesława 16-18, 44-100 Gliwice

autor

Kubiak M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn ul. Dąbrowskiego 73, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• 1. Kozak J., All steel sandwich panels – new possibilities introduced by laser welding techniques, Przegląd Spawalnictwa, 2007, nr 10, s. 53÷59
• 2. Urbański T., Panele sandwich w wielkogabarytowych konstrukcjach stalowych – charakterystyka problemu łączenia, Postępy Nauki i Techniki, 2010, nr 5, s. 32÷44
• 3. Bokota A., Piekarska W., Modeling of residual stresses in laser welding, Paton Welding Journal, 2008, no. 6, pp. 19÷24
• 4. Deng D., Liang W., Murakawa H., Determination of welding deformation in fillet-welded joint by means of numerical simulation and comparison with experimental measurements, vol. 183, 2007, pp. 219÷225
• 5. Piekarska W., Analiza numeryczna zjawisk termomechanicznych procesu spawania laserowego. Pole temperatury, przemiany fazowe i naprężenia, s. Monografie 135, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa, 2007
• 6. Abaqus theory manual. Version 6.7, SIMULIA, Dassault System 2007
• 7. Tsirkas S.A., Papanikos P., Kermanidis Th., Numerical simulation of the laser welding process in butt-joint specimens, J. of Materials Processing Techn., vol. 134, 2003, pp. 59÷69
• 8. Piekarska W., Kubiak M., Theoretical investigations into heat transfer in laser-welded steel sheets; J Therm Anal Calorim, vol. 110, 2012, pp. 159÷166