Przedstawiono próbę doświadczalnego oraz numerycznego oszacowania wpływu naprężeń początkowych podczas spawania na wartość odkształceń spawalniczych w momencie maksymalnego nagrzania elementu, jak również po jego całkowitym wystygnięciu.
EN
In the paper the influence of initial stress during welding on welding distortions in the maximum heating state and cooling state was presented. The problem was examined in empirical and numerical ways.
The aim of this paper is to answer the question of the distribution of welding distortions. The MIG method was used to make 31 butt welds of 0H18N9 sheet metal, of 6 mm thickness and dimensions 150x350 mm. All joints are made with constant parameters of the welding process. Statistical analysis of the distribution and Kolomogorov-Smirnov test were used in this paper. On the grounds of the analysis it was proved that the distribution of welding deformations is a normal distribution. This justifies the use of experiment planning methods and the use of average values. The relatively high value of the standard deviation makes it necessary to take into account the geometrical parameters of the joint.
PL
Niniejsza praca ma na celu odpowiedź na pytanie, jakim rozkładem opisane są odkształcenia spawalnicze. Metodą MIG wykonano 31 złączy doczołowych z blachy 0H18N9 o grubości 6 mm i wymiarach 150x350 mm. Wszystkie złącza wykonano przy stałych parametrach procesu spawania. W pracy wykorzystano analizę statystyczną rozkładu oraz test Kolomogorowa-Smirnowa. Na podstawie analizy udowodniono, że rozkład odkształceń spawalniczych jest rozkładem normalnym. Uzasadnia to stosowanie metod planowania eksperymentu oraz posługiwania się wartościami średnimi. Stosunkowo duża wartość odchylenia standardowego, stwarza konieczność uwzględnienia parametrów geometrycznych złącza.
The study contains quantitative conditions and limitations of the use of butt, fillet and butt-fillet welds in modern welded constructions. Examples of improper use are given. Calculated loss of material and capacity structures associated with the use of fillet welds with a convex face, their asymmetry, as well as the benefits of in-depth penetration obtained by hybrid (plasma-MAG, laser-MAG) or other, leading to the achievement of butt welds and butt-fillet welds with high-efficiency welding technologies. A list of the requirements for the correct use of fillet welds and features differing from butt, butt-fillet and fillet welds is given.
PL
Opracowanie zawiera ujęte w sposób ilościowy uwarunkowania i ograniczenia stosowania spoin czołowych, pachwinowych i czołowo-pachwinowych w nowoczesnych konstrukcjach spawanych. Podano przykłady niewłaściwego ich stosowania. Wyliczono straty materiałowe i nośności konstrukcji związane ze stosowaniem spoin pachwinowych z wypukłym licem, ich asymetrią, a także korzyści wynikające z pogłębionego wtopienia uzyskiwanego hybrydowymi (plazma-MAG, laser-MAG) lub innymi, prowadzącymi do uzyskiwania spoin czołowo-pachwinowych i czołowych, wysokowydajnymi technologiami spawania. Podano zestawienie wymogów prawidłowego stosowania spoin pachwinowych oraz cech różniących spoiny czołowe, czołowo-pachwinowe i pachwinowe.
The paper presents the results of metallographic examination of a sleeve from a refrigeration system used in the food industry. On its outer surface, local surface changes were observed. Metallographic and microscopic SEM examinations were performed. It was found that the direct cause of their formation was the use of spot welding to regenerate its inner surface. It led to plastic deformation of the external surface as well as the formation of a layer of oxides with wustite properties.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań metalograficznych tulei pochodzącej z instalacji chłodniczej wykorzystywanej w przemyśle spożywczym. Na jej powierzchni zewnętrznej obserwowano lokalne zmiany powierzchniowe. Przeprowadzono badania metalograficzne oraz mikroskopowe SEM. Stwierdzono, że bezpośrednią przyczyną ich powstania było zastosowane w celu regeneracji jej powierzchni wewnętrznej napawania punktowego. Doprowadziło ono do powstania odkształceń plastycznych powierzchni zewnętrznej, a także utworzenia warstwy tlenków o cechach wustytu.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono porównanie symulowanych naprężeń i odkształceń spawalniczych powstających w płytach zaprojektowanych jako ściany szczelne. Wykazano, że spawanie ekranów spoinami pachwinowymi prowadzi do większych naprężeń i deformacji o 20÷35% niż spoinami czołowymi. Wskazano inne, liczne zalety innowacyjnego rozwiązania.
EN
The paper presents a comparison of simulated welding tensions and deformations created in plates designed as sealed walls. It has been shown that welding of sealed wall elements with fillet welds leads to higher tensions and deformations by 25÷35% than in the case of butt welds. Indicated a number of other advantages of innovative solutions.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych odkształcenia kątowego łącznika węzła hybrydowego. Węzeł hybrydowy, będący częścią wielkogabarytowej konstrukcji stalowej, powstaje w wyniku połączenia panelu I-core z konwencjonalnie usztywnioną płytą stalową. Badania przeprowadzono wg zasad techniki planowania eksperymentu w warunkach laboratoryjnych, zbliżonych do warunków panujących w przemyśle. Przedstawiona analiza uwzględnia parametry technologiczno-konstrukcyjne wpływające na przydatność montażową węzła hybrydowego. Pokazana metoda oceny wyników eksperymentalnych umożliwia wykorzystanie zależności aproksymacyjnej do prognozowania odkształcenia kątowego w wielkogabarytowych konstrukcjach stalowych.
EN
The article presents the results of experimental researches on angular distortion of the connector of a hybrid node. The hybrid node being a part of the large-size steel structure is formed as a result of joining I-core panel with conventional stiffened steel plate. The researches has been carried out according to design of experiment technique in laboratory conditions near-real-life production conditions. The presented analysis accounts for technological-constructional parameters influencing the suitability for assembly of a hybrid node. The presented appraisal method used for experiment results features implementation of approximation dependence to predict angular distortion in large-size steel constructions.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule tym przedstawiono wpływ kolejności spawania oraz temperatury podgrzania wstępnego na rozkład naprężeń i odkształceń w modelowym elemencie rurowego wymiennika ciepła. Analizie poddano wpływ kolejności spawania oraz podgrzewania wstępnego elementów płyty sitowej z rurami wymiennika. Do symulacji użyto oprogramowania SYSWELD grupy ESI Group, pozwalającego na nieliniową analizę zjawisk termicznych, mechanicznych i metalurgicznych występujących w procesie spawania z wykorzystaniem metody elementów skończonych.
EN
In this article influence of welding order and preheating on stress and distortion distribution in showcase element of shell and tube heat exchanger is presented. Welding sequence and preheating influence on tube sheet – tubes joints was analyzed. Simulations were conducted with SYSWELD software from ESI Group. This software allows nonlinear analysis of thermal, mechanical and metallurgical phenomena during welding with use of finite element method.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W prezentowanej pracy przeprowadzono analizę numeryczną spawania i obróbki cieplnej po procesie spawania wielościegowego złącza teowego blach ze stali S355J2G3 o grubości 10 mm. Przeprowadzono kompletną analizę termo-metalurgiczną oraz mechaniczną dwóch wariantów spawania: z podgrzewaniem wstępnym i bez podgrzewania. Wykazano wpływ zastosowanej obróbki cieplnej oraz podgrzewania wstępnego na rozkłady faz metalurgicznych w analizowanych złączach jak również rozkłady twardości, odkształceń i naprężeń. Przedstawione wyniki analiz numerycznych wykazały szeroki zakres informacji o procesie, które użytkownik otrzymuje a część z nich jest albo nieosiągalna albo bardzo złożona do uzyskania w tradycyjny sposób, w trakcie badań laboratoryjnych. Analizy numeryczne przeprowadzone zostały w programie VISUAL WELD (SYSWELD) firmy ESI Group.
EN
In presented work, results of numerical simulations of welding and post weld heat treatment (PWHT) of multi pass t-joint of S355J2G3 steel 10 mm thick plates were presented. Complete thermo-metallurgical and mechanical analyses were done with two welding variants: with and without PWHT. Results presentation was focused on the influence of PWHT and preheating on metallurgical phases, hardness, distortions and stresses distribution. Presented analyses results gives also wide range of additional process information’s which can be achieved during the numerical simulations and can be unavailable or difficult to collect using conventional measurements method. All presented analyses were done in VISUAL WELD (SYSWELD) produced by ESI Group.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych skurczu poprzecznego złącza doczołowego węzła hybrydowego. Badania przeprowadzono wg zasad techniki planowania eksperymentu w warunkach laboratoryjnych, zbliżonych do warunków panujących w przemyśle. Przedstawiona analiza uwzględnia parametry technologiczno-konstrukcyjne wpływające na przydatność montażową wielkogabarytowej konstrukcji stalowej. Pokazana metoda oceny wyników eksperymentalnych umożliwia wykorzystanie zależności aproksymacyjnej do prognozowania skurczu poprzecznego w konstrukcjach wielkogabarytowych.
EN
The article presents the results of experimental research on transverse shrinkage in butt joint of a hybrid node. The research has been carried out according to design of experiment technique in laboratory conditions near-real-life production conditions. The presented analysis accounts for technological-constructional parameters influencing the suitability for assembly of large-size steel construction. The presented appraisal method used for experiment results features implementation of approximation dependence to predict transverse shrinkage in large-size constructions.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych czterech postaci odkształceń spawalniczych panelu I-core. Panel ten jest częścią węzła hybrydowego. Badania przeprowadzono wg zasad teorii planowania eksperymentu w warunkach laboratoryjnych, zbliżonych do warunków panujących w przemyśle. Przedstawiona analiza postaci deformacyjnych uwzględnia parametry technologiczno-konstrukcyjne wpływające na przydatność montażową wielkogabarytowej konstrukcji stalowej. Omówiona metoda oceny wyników eksperymentalnych umożliwia wykorzystanie wzorów aproksymacyjnych w celu prognozowania analizowanych postaci odkształceń w konstrukcjach wielkogabarytowych.
EN
The paper presents the results of experimental research on four types of welding distortions of I-core panel. This panel is a part of a hybrid node. The research has been carried out according to design of experiment technique in laboratory conditions near-real-life production conditions. The presented analysis of deformation picture accounts for technologicalconstructional parameters influencing the suitability for assembly of large-size steel construction. The presented appraisal method used for experiment results features implementation of approximation formulas in order to predict analysed types of distortions in large-size constructions.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Tematem artykułu jest prostowanie na zimno i na gorąco elementów spawanych. Przedstawiono rozkład naprężeń przy prostowaniu na zimno, a także założenia technologiczne do prostowania metodą miejscowego nagrzania elementów długich, przekrojów złożonych i płaszczyzn wybrzuszonych. Omówiono wpływ materiału, źródła ciepła i temperatury miejscowego nagrzewania na proces usuwania odkształceń. Zaprezentowano technikę prostowania przez miejscowe nagrzanie oraz rodzaje stref nagrzewania. Zamieszczono praktyczne przykłady prostowania płomieniowego elementów spawanych.
EN
There was the straightening of welded elements shown (both with and without pre-heating). The stress distribution at cold straightening was presented. There were technological assumptions for straightening by means of local heating of long elements described. The authors presented the influence of material, heat source and the temperature of local heating on the process of distortion removal. The techniques of straightening by local heating and the types of heat zones were described. Examples of flame straightening of welded elements were given.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wymaganą zawartość planu spawania. Omówiono zagadnienia dotyczące norm, personelu spawalniczego, materiałów podstawowych i dodatkowych do spawania, stanowisk spawalniczych i sprzętu spawalniczego, przygotowania elementów do spawania, spawania w utrudnionych warunkach, zabiegów cieplnych po spawaniu, naprawy wadliwych odcinków spoin oraz badań złączy spawanych. Problem odkształceń spawalniczych i prostowania elementów po spawaniu i forma opracowania planów spawania zostały również obszernie zaprezentowane.
EN
The required welding plan content was presented. The issues on standards, welding personnel, base and auxiliary materials, welding station and equipment, welding preparation, welding in difficult environment conditions, heat treatment after welding, fixing faulty weld parts were discussed. The problems of welding deformation and straightening elements after welding were particularly widely presented. The method of welding plans preparations was shown too.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono charakterystykę nowego węzła konstrukcyjnego - węzła hybrydowego. Ten nowy fragment konstrukcji powstaje w wyniku połączenia innowacyjnego elementu konstrukcyjnego - spawanego laserowo panelu sandwich, z elementem konwencjonalnym - płytą stalową. Wdrożenie konstrukcji hybrydowych wymaga rozwiązania licznych problemów, zwłaszcza natury technologicznej. Do najistotniejszych należą deformacje spawalnicze, powstające na etapie prefabrykacji modułowych, wielkogabarytowych elementów konstrukcji. Zidentyfikowano odkształcenia spawalnicze powstałe w wybranym węźle hybrydowym.
EN
The underlying article presents characteristics of a new type of structural node - the hybrid node. This new structure element is created as a result of joining an innovative structural element - laser-welded sandwich panel, with a conventional element - steel plate. Introduction of hybrid structures requires that a number of problems are solved, especially those related to technology. The most important problem in this field are welding distortions arising at the prefabrication stage of modular, large-size elements of structures. The article presents identification of welding distortions formed in chosen hybrid node.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The purpose of this paper is to present the computational model of muscles’ group describing the movements of flexion/extension at the elbow joint in the sagittal plane of the body when the forearm is being kept in the fixed state of supination/pronation. The method of evaluating the muscle forces is discussed in detail. This method is the basis for the quantitative and qualitative verification of the proposed computational model of muscles’ group. Applying this computational model, the forces of real muscles belonging to the muscles’ group can be evaluated without using any optimization technique.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań nad określeniem wielkości odkształceń spawalniczych złączy doczołowych oraz złączy typu "króciec-blacha" z nierdzewnej stali austenitycznej w wyniku spawania metodą A-TIG . Stwierdzono, że zastosowanie tej metody spawania powoduje istotne zmniejszenie odkształceń kątowych. Różnice pomiędzy wielkością ww. odkształceń są tym większe, im większa jest grubość łączonych elementów.
EN
There are presented the results of investigations on the determination of the size of welding distortions in butt joints and in those of the type of stub pipe - plate in austenitic stainless steels in consequence of A-TIG welding. It has been found that the application of this welding method results in substantial reduction in angular strains. The difference between the size of these strains is the greater the bigger is the thickness of the elements subjected to joining.
Konstrukcje po spawaniu, na skutek obecności naprężeń spawalniczych odkształcają się tworząc określone problemy technologiczne. Jednym z nich są tzw. odkształcenia zwłoczne ujawniające się często w dłuższym czasie po spawaniu również po obróbce skrawaniem. Konstrukcje dokładnie obrobione mogą po pewnym czasie wykazać błędy kształtu: niepłaskość, nieliniowość, owalizację otworów i inne. Może to spowodować problemy montażowe lub eksploatacyjne. W związku z tym po spawaniu stosuje się różne zabiegi podwyższające stabilność wymiarową. Zwykle stosuje się w tym celu wyżarzanie odprężające. Jest ono jednak bardzo energochłonne. W artykule opisano energooszczędną technologię - stabilizację wibracyjną, która z powodzeniem może zastąpić wyżarzanie odprężające. Opisano zakres zastosowań stabilizacji wibracyjnej oraz podano algorytm obliczania efektów ekonomicznych wraz z przykładami.
EN
Vibratory stabilization is an energy-saving technology, which is successfully coming to replace stress relief annealing. Vibratory stabilization ensures the following: 100% output without deficiencies resulting from shape errors, over 90% energy saving, over 80% in cost saving and over 70% saving in time. Vibratory stabilization of welded constructions can be done with the help of a motor vibrator, which allows the method to be applied directly at a welding station. The motor vibrator developed in the Institute of Welding in Gliwice joins the advantages of well-known vibratois equipped with immovable weights with those of vibrators which allow for shifting oh their center of I gravity. In addition, this apparatus is characterized by significantly smaller overall dimensions and by the possibility of achieving greater dynamic strength than was attainable thus through previous solutions. In the article has given comparison of economic results obtained by substituting vibratory stabilization for stress relief annealing.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW