Numerical analysis of MIG welding of butt joints in aluminium alloy

• Autorzy: Kik T

Warianty tytułu

PL

Analiza numeryczna procesu spawania złącza doczołowego blach ze stopu aluminium metodą MIG

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Analyses based on FEM calculations have significantly changed the possibilities of determining welding strains and stresses at early stages of product design and welding technology development. Such an approach to design enables obtaining significant savings in production preparation and post-weld deformation corrections and is also important for utility properties of welded joints obtained. As a result, it is possible to make changes to a simulated process before introducing them into real production as well as to test various variants of a given solution. Numerical simulations require the combination of problems of thermal, mechanical and metallurgical analysis. The study presented involved the SYSWELD software-based analysis of MIG welded butt joints made of 5251 aluminium alloy sheets. The analysis of strains and the distribution of stresses were carried out for several different cases of fixing elements and for different times of releasing elements welded.

PL

Analizy bazujące na obliczeniach metodą elementów skończonych znacznie zmieniły możliwości określania odkształceń spawalniczych i naprężeń na wczesnym etapie projektowania produktu i opracowywania technologii spawania. Takie podejście do projektowania pozwala na uzyskanie znaczących oszczędności w zakresie kosztów przygotowania produkcji jak również obniżenia kosztów związanych z procesami korekcji odkształceń spawalniczych po procesie spawania oraz nie pozostaje bez znaczenia w kwestii własności użytkowych uzyskanych połączeń spawanych. Istnieje zatem możliwość wprowadzania zmian w procesie, zanim dokonane zostaną zmiany w procesie wytwarzania jak również testowania różnych wariantów danego rozwiązania. Symulacje numeryczne wymagają połączenia zagadnień z zakresu analizy termicznej, mechanicznej i metalurgicznej. W prezentowanej pracy przeprowadzono analizę za pomocą oprogramowania SYSWELD, złączy doczołowych blach ze stopu aluminium 5251 spawanych metodą MIG. Analiza odkształceń oraz rozkładu naprężeń została przeprowadzona dla kilku różnych przypadków mocowania elementów do spawania i czasów uwolnienia elementów z zamocowania.

Słowa kluczowe

EN

FEM; SYSWELD; welding strains; welding stresses; MIG; aluminium

PL

MES (metoda elementów skończonych); SYSWELD; odkształcenia spawalnicze; naprężenia spawalnicze; MIG; aluminium

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 58, No. 3
• Strony: 37--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tabl.

Twórcy

autor

Kik T

• Politechnika Śląska, Gliwice, Katedra Spawalnictwa

Bibliografia

• 1. Ferenc K., Ferenc J.: Konstrukcje spawane, projektowanie połączeń. WNT, 2000.
• 2. Padma Kumari T., Venkata Sairam S.: Finite Element Analysis of EBW Welded Joint Using SYSWELD. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, vol. 3, Issue 2, February 2013.
• 3. Slovacek M., Divis V., Ochodek V.: Numerical simulation of the welding process, distortion and residual stresses prediction, heat model determination. Welding in the World, 2005. no. 11/12.
• 4. Lisiecki A.: Laser welding of titanium alloy Ti6Al4V using a disk laser. MTM virtual journal, 2012, no. 7, pp 53-56.
• 5. Lisiecki A.: Spawalnictwo w XXI wieku. Spajanie, 2009, no. 3.
• 6. 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 211, (2011), 1102–1111.
• 7. 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.
• 8. Goldak J.A., Oddy A., Gu M., Ma W., Mashaie A., Hughes E:. Coupling heat transfer, microstructure evolution and thermal stress analysis in weld mechanics, IUTAM Symposium. Mechanical Effects of Welding, 1991, June 10-14, Lulea Sweden.
• 9. Goldak J., Patel B., Bibby M.: Moore J.: Computational weld mechanics -Structures Materials. 61st Panel meeting, 1085.
• 10. Goldak J.: Modelling thermal stresses and distortions in welds. Proc. of the 2ⁿd Int. Conf. on Welding Research, 1989, p. 71.
• 11. Wu C.S., Wang H.G., Zhang Y.M.: A new heat source model for keyhole plasma arc welding in FEM analysis of the temperature profile. Weld J. 2006, 85(12), 284s–91s.
• 12. Goldak J., Breiguine V., Dai N., Zhou J.: Thermal stress analysis in welds for hot cracking. ASME, Pressure Vessels and Piping Division PVP. Proceeding of the 1996 ASME PVP Conf., 1996, July, 1-26, Montreal.
• 13. Böhme T., Dornscheidt C., Pretorius T., Scharlack J., Spelleken F.: Modelling, Simulation and Experimental Studies of Distortions, Residual Stresses and Hydrogen Diffusion During Laser Welding of As-Rolled Steels. Materials Science and Technology, 2012, no. 3.
• 14. Welding simulation user guide, Sysweld manual (2012), ESI Group.

Uwagi

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 48--56.