| 2008 №04 (01) | 2008 №04 (03) |
Журнал «Автоматическая сварка», № 4, 2008 г., с. 9-14
Численное моделирование структуры металла в ЗТВ при сварке стали повышенной прочности
В. Пекарска
Политехника Ченстоховская. ПольшаРеферат
Ключевые слова лазерная сварка; сварка; температурные поля; зона термического влияния; термические циклы; моделирование структуры металла; дилатограммы; фазовые превращения; стали повышенной прочности; структура металла; моделирование температурного поля
Предложена математическая модель, описывающая температурное поле и фазовые превращения в процессе лазерной сварки. Выполнена оценка структуры металла в зоне термического влияния. Температурное поле определяется уравнением псуетановившегося потока тепла с конвекционным членом с использованием функции Грина. Модель фазовых превращений в твердом состоянии для свариваемой стали базируется на положении о непрерывном охлаждении и уравнениях Авраами, Койстинена и Марбуркера. Обьемиые доли фаз во время охлаждения определены как функции температуры и скорости охлаждения, а прирост деформаций зависит от кмиерагуры и фазовых превращений. Выполнена оценка структуры металла в ЗТВ сварною соединения.
Список литературы
1. Исследование влияния фазовых превращений на остаточные напряжения при сварке кольцевых стыков труб / В. И. Махненко, Е. А. Великоиванснко, О. В. Махненко и др. // Автомат, сварка. — 2000. — № 5. — С. 3-8.2. Coret М., Combescure A. A mesomodel for the numerical simulation of the multiphasic behavior of materials under anisothemial. loading (application to two low-carbon steels) // Intern. J. Meeh. Sci -2002. — №44. — P. 1947-1963.
3. Бокота А., Пекарска В. Напряженное состояние сварных соединений, выполненных лазерной сваркой с подогревом // Математическое моделирование и информационные технологии в сварке и родственных процессах: Сб. тр. Междунар, науч, конф., пос. Кацивели, Крым, 13-17 сект. 2004 г. / Под ред. В. И. Махненко. — Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 2004. — С. 32-37.
4. Maiti A. De S. К., Walsh С. A., Bhadeshia И. К. D. И. Finite element simulation of laser spot welding // Sci. and Techn. Welding and Joining. — 2003. — № 8. — P, 377-384.
5. Kempen A. T. W., Sommer F., Mittemejer E. J. The kinetics of the austenite-ferrite phase transformation of Fe-Mn: differential thermal analysis during cooling // Acta Materialia. — 2002. — № 50. —P. 3545- 3555.
6. Махненко В. И., Сапрыкина Г. Ю. Роль математического моделирования в решении проблем сварки разнородных сталей (Обзор) // Автомат, сварка. — 2002. - № 3. — С. 18-28.
7. Кулик В. М., Васильев В. Г. Изменение структуры и свойств металла ЗТВ соединений стали ЗОХГСА при дуговой обработке И Там же. — 2006. — № 7. — С. 19-25.
8. Kinetic modelling of phase transformations occuring in Ihe HAZ of C Mn steel welds based on direct observations / J. W. Elmer, T. A. Palmer, W. Zhang et al. // Acta Materiala. — 2003,—№51, —P. 3333 3349.
9. Численное исследование термических процессов при наплавке валов судовых механизмов и устройств / В. И. Махненко, Е. А. Великоиваненко, Т. Г. Кравцов, В. В. Севрюков // Автомат, сварка. — 2001. — № 1. — С. 3 10.
10. Kyrsanidi Ап. К., Kermanidis Th. В., Panlelakis Sp. G. Numerical and experimental investigation of the laser forming process // J. Mater. Proc. Techn. — 1999. — № 87. — P. 281-290.
11. Пекарска В. Фазовые превращения в металле ЗТВ сварных соединений, выполненных лазерной сваркой с подогревом И Математическое моделирование и информационные технологии в сварке и родственных процессах: Сб. тр. Междунар, науч, конф., пос. Кацивели, Крым, 13 17 сент. 2004 г. / Под ред. В. И. Махненко. — Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 2004. - С. 220-224.
12. Cheng-Ji, Notts М. R. Continuous cooling transformation kinetics of steels: a phenomenological rationalization of experimental observations // Materials Sci. & Eng. — 1995. — R15. —P. 135-208.
13. Li Chun-Ming, Sommer F., Mittemeijer E. J. Characteristics of the y—>a transformation in Fc- Mn alloys I/ Ibid. — 2002. — № 325. — P. 307-319.
14. Melander M. Computational and experimental investigation of induction and laser hardening: Linkoeping Studies in Sc. and Techn. Dissertation 124. —Linkoeping. 1985.
15. Serajzadeh S., Karimi TaheriA. A study on austenite decomposition during continuous cooling of a low carbon steel // Materials and Design. — 2004. — № 25. — P. 673-679.
16. Shen H., Shi Y., Yao Z. Numerical simulation of the laser forming of plates using two simultaneous scans ' Computational Materials Sci. — 2006. — № 37. — P. 239-245.
17. Silva E. P., Pacheco P. M., Savi M. A. On the thermo-mechanical coupling in austenite-martensite phase transformation related to the quenching process H Intent. J. Solid and Structures. — 2004. — № 41. —С. 1139-1155.
18. Зайффарт П., Касаткин О. Г. Расчетные модели для оценки механических свойств металла ЗТВ при сварке низколегированных сталей // Математическое моделирование и информационные технологии в сварке и родственных процессах: Сб. тр. Междунар, науч. конф., пос. Кацивели, Крым, 13-17 сент. 2004 г. .' Под ред. В. И. Махненко. — Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 2004. — С. 103-106.
19. LankalapaHi К. N Model-based weld penetration depth estimation /' Welding in the Word. — 1997. — № 39. — P. 304-313.
20. Liu Y.-N., Kannatey-Asibu E., Jr. Laser beam welding with simultaneous gaussian laser preheating /. J. Heat Transfer. Trans, ofthe ASME. — 1993. — № 115. — P. 34-41.