FEM-Based Numerical Analysis of the Laser Welding of Air Conditioner Components

• Autorzy: Pikuła J. , Węglowski M. S. , Dworak J. , Ziobro G. , Szafron A.

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2018.3/6

Warianty tytułu

PL

Analiza numeryczna MES spawania laserowego elementów instalacji klimatyzacyjnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the FEM-based numerical model of the laser beam welding process. The modelling aimed to identify the effect of technological conditions of the laser welding of elements on the heating dynamics and the maximum temperature of elements being joined. The numerical modelling was performed using the SYSWELD software programme. The elements to be joined were a connector and a ring-like crimped conduit made of corrosion resistant steel grade 316L and 304.

PL

Przedstawiono opracowany model numeryczny procesu spawania wiązką laserową z zastosowaniem metody elementów skończonych. Celem modelowania było określenie wpływu warunków technologicznych procesów spawania laserowego elementów na dynamikę nagrzewania i temperaturę maksymalną łączonych elementów. Modelowanie numeryczne przeprowadzono przy wykorzystaniu oprogramowania SYSWELD. Elementami łączonymi była złączka i wężyk karbowany pierścieniowo ze stali odpornej na korozję w gatunku 316L i 304.

Słowa kluczowe

EN

laser welding; numerical modelling; FEM; air conditioners; steel grade 316L; steel grade 304

PL

spawanie laserowe; modelowanie numeryczne; MES; klimatyzatory; gatunek stali 316L; gatunek stali 304

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 62, No. 3
• Strony: 59--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr., fot.

Twórcy

autor

Pikuła J.

• Instytut Spawalnictwa, Testing of Materials Weldability and Welded Constructions Department

autor

Węglowski M. S.

• Instytut Spawalnictwa, Testing of Materials Weldability and Welded Constructions Department

autor

Dworak J.

• Instytut Spawalnictwa, Welding Technologies Department

autor

Ziobro G.

• Maflow Member of Boryszew Group, Tychy

autor

Szafron A.

• Maflow Member of Boryszew Group, Tychy

Bibliografia

• [1] Slováček M., Kik T.: Use of Welding Process Numerical Analyses as Technical Support in Industry. Part 1: Introduction to Welding Process Numerical Simulations. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2015, no. 4, pp. 25-31. http://dx.doi.org/10.17729/ebis.2015.4/3
• [2] Kik T., Slováček M., Vaněk M.: Use of Welding Process Numerical Analyses as Technical Support in Industry. Part 2: Methodology and Validation. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2015, no. 5, pp. 25-32. http://dx.doi.org/10.17729/ebis.2015.5/4
• [3] Slováček M., Kik T.: Use of Welding Process Numerical Analyses as Technical Support in Industry. Part 3: Industrial Examples - Transport Industry. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2015, no. 6, pp. 38-45. http://dx.doi.org/10.17729/ebis.2015.6/5
• [4] Chukkan J. R., Vasudevan M., Muthukumaran S., Ravi Kumar R., Chandrasekhar N.: Simulation of laser butt welding of AISI 316L stainless steel sheet using various heat sources and experimental validation. Journal of Materials Processing Technology, 2015, vol. 219, pp. 48-59. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2014.12.008
• [5] Tsirkas S.A., Papanikos P., Kermanidis Th.: Numerical simulation of the laser welding process in butt-joint specimens. Journal of Materials Processing Technology, 2003, vol. 134. no. 1, pp. 59-69. http://dx.doi.org/10.1016/s0924-0136(02)00921-4
• [6] Seang C., David A.K., Ragneau E.: Nd:YAG Laser Welding of Sheet Metal Assembly: Transformation Induced Volume Strain Effect on Elastoplastic Model. Physics Procedia, 2013, vol. 41, pp. 448-459. http://dx.doi.org/10.1016/j.phpro.2013.03.101
• [7] Piekarska W., Kubiak M., Modelling of thermal phenomena in single laser beam and laser-arc hybrid welding processes using projection method, Applied Mathematical Modelling 37, 4, 2013, pp. 2051–2062. http://dx.doi.org/10.1016/j.apm.2012.04.052
• [8] Piekarska W., Kubiak M.: Comprehensive model of thermal phenomena and phase transformations in laser welding process. Computers & Structures, 2016, vol. 172, pp. 29–39. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruc.2016.05.014
• [9] SYSWELD material database
• [10] Joshi S., Hildebrand J., Abdulkareem S. Aloraier, Rabczuk T.: Characterization of material properties and heat source parameters in welding simulation of two overlapping beads on a substrate plate. Computational Materials Science, 2013, vol. 69, pp. 559–565. http://dx.doi.org/10.1016/j.commatsci.2012.11.029
• [11] SYSWORLD 2013 Technical Description of Capabilities.
• [12] Majchrzak E.: Wykłady: Przepływ ciepła – konwekcja, Przepływ ciepła – promieniowanie. Instytut Mechaniki i Inżynierii Obliczeniowej, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska.
• [13] MHTL Simulation Tools. access date: 28.09.2016. www.mhtl.uwaterloo.ca/RScalculators.html
• [14] Han L., Liou F.W.: Numerical investigation of the influence of laser beam mode on melt pool. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2004, vol. 47, no. 19-20, pp. 4385-4402. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.04.036
• [15] Abderrazak K., Bannour S., Mhiri H., Lepalec G., Autric M.: Numerical and experimental study of molten pool formation during continuous laser welding of AZ91 magnesium alloy. Computational Materials Science, 2009, vol. 44, no. 3, pp. 858-866. http://dx.doi.org/10.1016/j.commatsci.2008.06.002
• [16] Melting temperature ranges for stainless steels. access date: 28.09.2016. www.bssa.org.uk/topics.php?article=103

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).