Verification of Properties of Joints Made of Advances High Strength Steels in the Conditions of the Complex Thermal Cycles of the HPAW Process

• Autorzy: Nowacki J. , Sajek A.

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2018.5/19

Warianty tytułu

PL

Kontrola właściwości złącza martenzytycznej stali AHSS w warunkach złożonego cyklu cieplnego procesu HPAW

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article discusses the primary issue related to the verification of properties of joints made in AHSS in relation to conventional structural steels and based on the identification of cooling time t8/5. The solution suggested in the study involving the application of the Finite Element Method is based on two computational models. In addition the article presents a material model allowing for properties of single metallic phases and their interaction during the welding cycle. The study also describes the numerical model of the HPAW (plasma + MAG) heat source composed of two models predefined in the Simufact.Welding software programme corresponding to the nature of constituent processes. The research-related tests also involved welding simulations and experimental verification. The tests demonstrated the conformity of simulation results and the high usability of simulation when verifying properties of joints.

PL

Scharakteryzowano podstawowy problem kontroli właściwości złączy wykonanych ze stali AHSS w odniesieniu do konwencjonalnych stali konstrukcyjnych, bazujący na wyznaczaniu czasu stygnięcia t8/5. Zaproponowane rozwiązanie w postaci zastosowania metody elementów skończonych bazuje na dwóch modelach obliczeniowych. Przedstawiono model materiałowy, który uwzględnia właściwości pojedynczych faz metalicznych oraz ich interakcje w trakcie cyklu spawania. Jako drugi, opisano numeryczny model hybrydowego źródła ciepła HPAW (plazma + MAG) składający się z dwóch predefiniowanych w oprogramowaniu Simufact.Welding modeli, adekwatnych do charakterów procesów składowych. Przeprowadzono symulację spawania oraz eksperyment weryfikujący. Wykazano zgodność wyników symulacji i jej wysoką przydatność w zakresie kontroli właściwości analizowanych złączy.

Słowa kluczowe

EN

properties of joints; advanced high strength steels; AHSS

PL

właściwości połączeń; stale o wysokiej wytrzymałości; AHSS

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 62, No. 5
• Strony: 167--173
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Nowacki J.

• West Pomeranian University of Technology, Welding Department, Szczecin

autor

Sajek A.

• West Pomeranian University of Technology, Welding Department, Szczecin

Bibliografia

• [1] Maggi S., Murgia M.: Introduction to the metallurgic characteristics of advanced high-strength steels for automobile applications. Weld. Int., 2008. vol. 22, no. 9, pp. 610–618.
• [2] Spindler H., Klein M., Rauch R., Pichler A., Stiaszny P.: High Strength and Ultra High Strength Hot Rolled Steel Grades – Products for Advanced Applications. BHM B. und Hüttenmännische Monatshefte, 2012, vol. 157, no. 3, pp. 108–112.
• [3] Lesch C., Kwiaton N., Klose F. B.: Advanced High Strength Steels (AHSS) for Automotive Applications − Tailored Properties by Smart Microstructural Adjustments. Steel Res. Int., 2017, vol. 88, no. 10, pp. 1–21.
• [4] Fiedler M., Rauch R., Schnitzer R., Ernst W., Simader G., Wagner J.: The alform® welding system. The world’s first system for high-strength welded structures. IIW International Conference High-Strength Materials - Challenges and Applications, Helsinki, Finland, pp. 1–5, 2015.
• [5] Sajek A., Nowacki J.: Comparative evaluation of various experimental and numerical simulation methods for determination of t 8/5 cooling times in HPAW process weldments. Arch. Civ. Mech. Eng. 2018, vol. 18, no. 2, pp. 583–591.
• [6] PN-EN 1011-2 Spawanie. Wytyczne dotyczące spawania metali. Część 2 : Spawanie łukowe stali ferrytycznych. 2004.
• [7] Gucwa M., Bęczkowski R.: The Effect of Heat input on the Geometric Properties of Welded Joints. Arch. Foundry Eng., 2014, vol. 14, no. 1, pp. 127–130.
• [8] Kudła K., Wojsyk K.: Ocena ilości ciepła wprowadzonego w procesach spawania łukowego elektrodą topliwą w osłonie gazów ochronnych. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2010, vol. 54, no. 5, pp. 121–126.
• [9] Kudła K., Wojsyk K.: Czy sposób doprowadzania ciepła ma istotny wpływ na geometrię spoin? Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2012, vol. 56, no. 5, pp. 140–144.
• [10] Goldak J., Asadi M., Alena R. G.: Why power per unit length of weld does not characterize a weld? Comput. Mater. Sci., 2010, vol. 48, no. 2, pp. 390–401.
• [11] Neubert S., Pittner A., Rethmeier M.: Influence of non-uniform martensitic transformation on residual stresses and distortion of GMA-welding. J. Constr. Steel Res., 2017, vol. 128, pp. 193–200.
• [12] Stix G., Buchmayr B.: Investigation of residual stresses and distortions produced in tubular. IIW International Conference High-Strength Materials - Challenges and Applications, Helsinki, Finland, pp. 1–5, 2015.
• [13] Zhan X., Li Y., Ou W., Yu F., Chen J., Wei Y.: Comparison between hybrid laser-MIG welding and MIG welding for the invar36 alloy. Opt. Laser Technol., 2016, vol. 85, pp. 75–84, 2016.
• [14] Maurer W., Ernst W., Rauch R., Kapl S., Vallant R., Enzinger N.: Numerical simulation on the effect of HAZ softening on static strength of HSLA steel welds. Math. Model. Weld Phenom., 2014, January, pp. 669–690.
• [15] Hochhauser F., Ernst W., Rauch R., Vallant R., Enzinger N.: Influence of the soft zone on the strength of welded modern HSLA steels. Weld. World, 2012, vol. 56, no. 5–6, pp. 77–85.
• [16] Mochizuki M., Shintoni T., Hashimoto Y., Toyoda M.: Analytical study on deformation and strength in HAZ-softened welded joints of fine-grained steels. Weld. World, 2004. vol. 48, no. 9/10, Doc. of IIW: IIW-1573-02, pp. 2–12.

Uwagi

PL

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 119-123.