Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical analysis of laser-welded flange pipe joints in lap and fillet configurations

Danielewski Hubert, Skrzypczyk Andrzej, Zowczak Włodzimierz, Gontarski Dariusz, Płonecki Leszek, Wiśniewski Hubert, Soboń Dominika, Kalinowski Artur, Bracha Gabriel, Borkowski Krzysztof

Technical Transactions

|

2021

|

Vol. 118, iss. 1

art. no. e2021030

EN

This article presents a numerical analysis of laser-welded flange pipe joints. The presented results concern the welding of low carbon S235JR and stainless 316L steels using a CO2 laser in lap and fillet joint configurations. The estimation of welding parameters was achieved using Simufact Welding software and numerical simulation, where output power, feed rate, efficiency and intensity distribution (Gaussian parameter) were analysed. In accordance with the established model, a thermo-mechanical simulation was performed. The calculated joint geometries show good agreement with experiments; therefore, the obtained results were used to study selected joint properties of both joint types. Stress-strain distribution was estimated on the basis of thermomechanical analysis. Weld bead geometry obtained from numerical simulation was compared with the results from trial joints. The numerical model established for both joint configurations shows good agreement with experimental results and were assumed to be accurate. The results of the performed analysis shown some advantages of the use of this configuration of lap joints in flange pipe joints.

2

Discussion of the heat flux calculation method during pool boiling on meshed heaters

Orman Łukasz J., Radek Norbert, Pietraszek Jacek, Gontarski Dariusz

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2020

|

Vol. 2, nr 1

247--252

EN

The paper discusses nucleate boiling heat transfer on meshed surfaces during pool boiling of distilled water and ethyl alcohol of very high purity. It presents a correlation for heat flux developed for heaters covered with microstructural coatings made of meshes. The experimental results have been compared with the calculation results performed using the correlation and have been followed by discussion. Conclusions regarding the heat flux determination method have been drawn with the particular focus on the usefulness of the considered model for heat flux calculationson samples with sintered mesh layers.

3

Phase change heat exchangers made of pin-fins for boiling enhancement

Orman Łukasz J., Radek Norbert, Pietraszek Jacek, Gontarski Dariusz

Quality Production Improvement - QPI

|

2019

|

Vol. 1, Iss. 1

433--439

EN

The paper deals with the important issue of boiling heat transfer enhancement using mechanical treatment of the heater surface. The surface has been modified in such a way that microfins have been produced. The application of such a structure leads to highly increased heat fluxes in relation to the smooth surface as has been presented and discussed in the paper. The experiments including distilled water and ethyl alcohol on the horizontal copper samples of 3 cm diameter have been considered. The heat flux value of microfinned surface was even nine times higher than the heat flux dissipated from the smooth surface without any coating. It proves a considerable enhancement of boiling with the application of the mechanically treated surfaces of heat exchangers.

4

Numerical modelling of the bifocal laser welding of unalloyed structural steels

Danielewski Hubert, Skrzypczyk Andrzej, Zowczak Włodzimierz, Furmańczyk Piotr, Gontarski Dariusz

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2019

|

Vol. 63, No. 6

51--57

EN

The article presents the possibilities of the numerical modelling of laser welding processes. In laser welding, the concentrated beam of photons generates high surface power density and leads to the melting and even evaporation of some metal. The metal vapours ionize and form a keyhole. Because of its high linear power density, laser welding process makes it possible to form deep and narrow welds. However, this welding method requires the preparation of workpiece edges. It is possible to “bypass” this requirement by defocusing the laser beam. However, the foregoing entails a significant decrease in power density. An alternative involves the use of optical systems enabling the division of the beam. In CO2 gas lasers, the bisection of the laser beam is performed using a multi-faceted parabolic mirror. The modelling of welding processes can be carried out using both analytical and numerical methods. Analytical solutions provide approximate results and do not take into consideration many physical phenomena accompanying welding processes. In turn, numerical solutions provide a more accurate representation of welding processes, In addition, it is possible to modify the geometry of heat sources reflecting the keyhole effect of bifocal welding system. The paper presents results of the numerical simulation of the keyhole laser welding process in relation to a bifocal optical system. The results of the numerical simulation were verified experimentally by making test joints using parameters developed during numerical simulations. Both the shape of obtained welds and the hardness distribution identified in the cross-section of a joint made of low-alloy structural steel S235JR were subjected to tests in order to verify the numerical model.

PL

Przedstawiono możliwości modelowania numerycznego procesu spawania laserowego. W spawaniu laserowym skoncentrowany strumień fotonów wytwarza bardzo dużą powierzchniową gęstość mocy, która prowadzi do topienia i odparowania części metalu. Pary metalu jonizują się i tworzą kanał parowy. Proces spawania laserowego dzięki wysokiej liniowej gęstości mocy pozwala na wytworzenie wąskich i głębokich spoin. Spawanie tego typu wymaga jednak odpowiedniego przygotowania brzegów łączonych elementów. Możliwe jest zniwelowanie tego wymogu poprzez rozogniskowanie wiązki lasera, jednak wiąże się to ze znacznym spadkiem gęstości mocy. Alternatywą do tego typu spawania jest zastosowanie układów optycznych do podziału wiązki. W przypadku laserów gazowych, podział wiązki następuje poprzez wykorzystanie wielodzielnego zwierciadła parabolicznego ogniskującego wiązkę lasera. Do modelowania procesów spawalniczych można wykorzystać metody analityczne lub numeryczne. Rozwiązania analityczne dają pewne przybliżenie i nie uwzględniają wielu zjawisk towarzyszących spawaniu. Rozwiązania numeryczne pozwalają na dokładniejsze odwzorowanie procesu spawania, możliwa jest również modyfikacja źródeł ciepła odzwierciedlających działanie kanału parowego, w tym również układu dwuogniskowego. W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznej procesu spawania laserowego głębokiego dla dwuogniskowego układu skupiającego. Wyniki symulacji numerycznej zostały zweryfikowane doświadczalnie poprzez wykonanie złącza próbnego z parametrami opracowanymi w toku symulacji numerycznych. Zbadano zarówno kształt otrzymanych spoin, jak i rozkład twardości w przekroju poprzecznym złącza ze stali konstrukcyjnej niskostopowej S235JR w celu weryfikacji dopasowania modelu.