Правила     Закладки     Карма    Календарь    Журналы    Помощь    Поиск    PDA    Чат   
     
 

Все статьи:


1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86

Остаточные напряжения при сварке


    Info 18.01.2014 - 10:00

Решение проблем коробления, остаточных напряжений и деформаций внутри и вокруг сварного шва является важной задачей проектирования сварных конструкций и выбора рациональной технологии сварки. Локальное введение теплоты в металл и высокая температура при сварке вызывают существенные металлургические изменения в металле. Определение значений остаточных напряжений и деформаций, коробления и твердости металла сварного соединения основано на расчете распределения температуры, определяющего размер зоны расплава и зоны термического влияния, микроструктуру, остаточные напряжения, коробление и содержание водорода, что особенно необходимо для понимания и анализа дефектов шва при сварке как высококонцентрированными источниками энергии, так и их сочетанием с менее концентрированными, например при гибридной лазерно-дуговой сварке специальным сварочным оборудованием.

Для точного воспроизведения температурных полей при сварке в первую очередь необходимо правильно описать источник теплоты. При расчетах обычно используют поверхностный источник с гауссовым двухмерным распределением, однако это не позволяет получить размеры сварочной ванны, совпадающие с экспериментальными данными. Лучшее соответствие результатов расчета экспериментальным данным достигается при использовании объемных распределенных источников, описывающих распределение мощности внутри объема, форма которого приближена к форме сварочной ванны (овалоид, размеры которого на 10 % меньше размеров сварочной ванны). Хорошее воспроизведение формы сварочной ванны достигается при использовании источника, основанного на нормальном распределении плотности мощности в пространстве. Предложено также использовать источник теплоты в форме изотермической поверхности сварочной ванны. Трудность определения параметров источника обусловлена сложностью взаимодействия реального источника теплоты (электрической дуги, лазерного или электронного луча) с металлом, поэтому часто параметры источника определяют по размерам сварочной ванны, получаемой при выполнении экспериментальных исследований. В то же время современные физико-математические методы исследований позволяют не только существенно сократить время экспериментальной части исследований, но и снизить затраты на их проведение.

При электронно-лучевой сварке швы имеют большую глубину при малой ширине, близкой к размеру шага конечно-элементной сетки, используемой для решения деформационных задач. Поэтому целесообразно использовать источник в виде линейного распределения интенсивности тепловыделения вдоль оси луча, при котором последующее решение тепловой задачи даст распределение температуры, соответствующее измеренному профилю поперечного сечения шва. При использовании конечно-элементных пакетов для решения термодеформационных задач при сварке возникает проблема определения параметров источника теплоты, обеспечивающего совпадение расчетного поля температур с его реальным распределением.