Автоматическая сварка, 2013, №04



2013 №04 (04)

2013 №04 (06)

---

«Автоматическая сварка», 2013, № 4, с. 28-35

ВЛИЯНИЕ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА НА ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРЯЧИХ ТРЕЩИН ПРИ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

В. В. СОМОНОВ¹, Ш. БЕМ², М. ГАЙЕР², Ш. БЕРТЕЛЬСБЕК²

¹ Институт лазерных и сварочных технологий Санкт-Петербургского политехнического университета. 195251 Россия, Санкт-Петербург. E-mail: vlad@ltc.ru
² University of Kassel. 34125 Germany, Kassel. E-mail: s.bertelsbeck@uni-kassel.de
 
Реферат
Настоящая работа посвящена исследованию влияния индукционного нагрева на предотвращение образования горячих трещин при лазерной сварке алюминиевых сплавов. Использованы образцы из алюминиевых сплавов систем Al–Mg–Si и Al–Si толщиной 2 мм. Представлены результаты численного моделирования температурных полей и полей напряжений, образующихся в процессе индукционного нагрева, а также результаты экспериментальной проверки моделирования индукционного нагрева.

Библиогр. 25, табл. 3, рис. 10.
 
Ключевые слова: лазерная сварка, индукционный нагрев, алюминиевые сплавы, моделирование, SYSWeld, термические напряжения, горячие трещины

Поступила в редакцию 13.03.2013
Опубликовано: 13.03.2013
 
1. Lang A. Schweisen von Aluminiumwerkstoffen im Fahrzeugbau // Jahrbuch Schweistechnik, 1997.
2. Ostermann F. Anwendungstechnologie Aluminium. — Berlin, Heidelberg: Springer, 2007.
3. Cam G., dos Stantos J. F., Kocak M. Laser and electron beam welding of Al-alloys. Rev. — Geesthacht: GKSS-Forschungszentrum, 1997.
4. Brune E. Schweiser Maschinenmarkt // Schweissen von Aluminiumwerkstoffen. — 2005. — 106, № 25/26.
5. Thomy C., Seefeld T., Vollertsen F. Schweisen mit Hochleistungsfaserlasern // Werkstattechnik. — 2005. — № 10. — S. 815–820.
6. Ploshikhin V. et al. Integrated mechanical-metallurgical approach to modeling solidification cracking in welds // Hot cracking phenomena in welds. — Berlin: Springer, 2005.
7. Clyne T. W., Davies G. J. The influence of composition on solidification cracking susceptibility in binary alloy systems // British Foundry. — 1981. — 74. — P. 65.
8. Feurer U. Influence of alloy composition and solidification conditions on dendrite arm spacing, feeding and hot tearing properties of aluminum alloys // Proc. Intern. symp. on engineering alloys (Delft, The Netherlands, 1977). 1977. — P. 131–145.
9. Piwonka T. S., Flemings M. C. Pore formation in solidification // Transact. of AIME. — 1966. — 236. — P. 1157.
10. Prokhorov N. N. Hot cracking during welding. — Moscow: Mashgiz, 1952.
11. On problem of «hot» (crystallization) cracks / A. A. Bochvar, N. N. Rykalin, N. N. Prokhorov et al. // Svarochn. Proizvodstvo. — P. 5–7.
12. Prokhorov N. N. The technological strength of metals at crystallization during welding // Ibid. — P. 1–8.
13. Rappaz M., Drezet J.-M., Gremaud M. A new hot-tearing criterion // Metallurg and materials transact. А. — 1999. — 30. — Р. 449–455.
14. Coniglio N. Aluminum alloy weldability: Identification of weld solidifi cation cracking mechanisms through novel experimental technique and model development: BAM-Diss. — Berlin, 2008. — 208 p.
15. Shibahara M., Serizawa H., Murakawa H. Finite element method for hot cracking analysis under welding using temperature dependent interface element // Modeling of Casting. — Aachen: Shaker, 2000. — P. 844–851.
16. Shibahara M., Serizawa H., Murakawa H. Finite element method for hot cracking analysis using temperature dependent interface element // Mathematical Modeling of Weld Phenomena 5. — London: IOM com., 2001. — P. 253–267.
17. Bergmann H. W., Hilbinger R. M. Numerical simulation of centreline hot cracks in laser beam welding of aluminum close to the sheet edge // Mathematical Modeling of Weld Phenomena 4. — London: IOM com., 1998. — P. 658–668.
18. Considering of dynamic mechanical boundary conditions in the characterization of a hot cracking test by means of numerical simulation / R. M. Hilbinger, H. W. Bergmann, W. Koеhler, F. Palm // Mathematical Modeling of Weld Phenomena 5. — London, 2001. — P. 847–862.
19. Hilbinger R. M. Heisrissbildung beim Schweisen von Aluminium in Blechrandlage. — Bayreuth: Universitat Bayreuth, 2000.
20. Vasiliev V. I., Illiashchеnko D. P., Pavlov N. V. Introduction to fundamentals of welding. — Tomsk: TPU, 2010. — 338 p. 21. Lindenau D. Magnetisch beeinflusstes Laserstrahlschweisen: Diss. — Stuttgart, 2007. — 188 S.
22. Gotbel G. Erweiterung der Prozessgrenzen beim Laserstrahlschweisen heisrissgefaehrdeter Werkstoffe: Diss.–Dresden, 2007. — 176 S.
23. Rapoport E. Ya. Optimization of processes of induction heating of metal. — Moscow: Metallurgiya, 1993. — 279 p.
24. Grigoriants A. G., Shiganov I. N., Chirkov A. M. Hybrid laser welding technology: Handbook. — Moscow: N. E. Bauman MGTU, 2004. — 52 p.
25. Korshikov S. E., Zaikin N. V., Rybalko G. S. Simulation of temperature fields and thermal stresses during heating of aluminium billets rotated in the direct current magnetic field // Bulletin of Samara State Technical University Engineering. — 2010. — № 2.