Modeling of heat source based on parameters of electron beam welding process

• Autorzy: Lacki P. , Adamus K. , Wojsyk K. , Zawadzki M. , Nitkiewicz Z.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie źródła ciepła na podstawie parametrów procesu spawania wiązką elektronów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper thermo-mechanical analysis of Inconel 706 tube welding process was presented. Tubes were joined using electron beam welding EBW. Process simulation was performed using finite element method, FEM Key aspect of welding process simulation is definition of heat source. Geometry of heat source and heat input have direct impact on fusion zone, FZ, and heat affected zone, HAZ. The goal of the work was to design EBW that will produce FZ of required depth. The set of process parameters was identified based on work of Ferro for Inconel 706. Modification of the process parameters was required. For this purpose partial least square method, PLS, was used. PLS model was built using results of own work on EBW for 18-8 steel. The model was applied to Inconel data. The results calculated by PLS model were used to build FEM model.

PL

W pracy przedstawiono analizę termo-mechaniczną procesu spawania tulei wykonanych ze stopu Inconel 706. Tuleje połączono za pomocą wiązki elektronów. Symulacja procesu została wykonana przy użyciu metody elementów skończonych, MES. Kluczowym aspektem przy symulacji procesu spawania jest zdefiniowanie źródła ciepła. Geometria źródła ciepła i ilość wydzielonej mocy mają bezpośredni wpływ na strefę przetopienia i strefę wpływu ciepła. Celem pracy jest zaprojektowanie procesu spawania wiązką elektronów w celu uzyskania określonej głębokości spoiny. Zestaw parametrów procesu spawania został określony na podstawie pracy Ferro wykonanej dla stopu Inconel 706. Wymagana była modyfikacja parametrów przedstawionych w pracy. W tym celu wykorzystano metodę częściowo najmniejszych kwadratów, PLS. Model PLS został zbudowany na podstawie wyników badań własnych dla spawania stali 18-8 za pomocą wiązki elektronów. Opracowany model został wykorzystany do modyfikacji parametrów spawania. Otrzymane wyniki posłużyły do opracowania modelu MES procesu spawania.

Słowa kluczowe

EN

electron beam welding; partial least squares; finite element method

PL

spawanie elektronowe; metoda częściowo najmniejszych kwadratów; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 56, iss. 2
• Strony: 455--462
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lacki P.

autor

Adamus K.

autor

Wojsyk K.

autor

Zawadzki M.

autor

Nitkiewicz Z.

• Institute of Metal Forming, Quality Engineering and Bioengineering, Częstochowa University of Technology, 42-200 Częstochowa, 21 Armii Krajowej Av., Poland

Bibliografia

• [1] H. Zatyka, Spawanie wiązką elektronów, WNT, Warszawa, 1968.
• [2] H. Schultz, Elektronenstrahlschweißen, DVS, Düusseldorf, 2000.
• [3] Technical bulletin: Inconel alloy 706 (Publication number SMC-091), Special Metals Corporation ( http://www.specialmetals.com
• [4] A. T. Egbewande, R. A. Buckson, O. A. Ojo, Analysis of laser beam weldability of Inconel 738 superalloy, Materials characterization, 61 569-574 (2010).
• [5] P. Ferro, A. Zambon, F. Bonollo, Investigation of electron beam welding in wrought Inconel 706 - experimental and numerical analysis, Materials Science and Engineering A 392, 94-105 (2005).
• [6] G. Madhusudhana Reddy, C. V. Srinivasa Murthy, K. Srinivasa Rao, Prasad Rao K., improvement of mechanical properties of Inconel 718 electron beam welds-influence of welding techniques and postweld heat treatment, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 43, 671-680 (2009).
• [7] H. Yang, Y. Cai, Y. Bao, Y. Zhou, Analysis and application of partial least square regression in arc welding process, Journal of Central South University of Technology 12, 453-458 (2005).
• [8] V. Esposito Vinzi, W.W. Chin, J. Hensler, H. Wang, Handbook of partial least squares. Concepts, methods and applications, Springer, 2010.
• [9] L. E. Lindgren, Computational welding mechanics. Thermomechanical and microstructural simulations, Woodhead Publishing, Cambridge, 2007.