Главная Разработки ИЭС Технологии Покрытия Компьютерная программа «СВАРКА МНОГОПРОХОДНОГО КОЛЬЦЕВОГО ШВА»


Компьютерная программа «СВАРКА МНОГОПРОХОДНОГО КОЛЬЦЕВОГО ШВА»

E-mail Печать
Программа «СВАРКА МНОГОПРОХОДНОГО КОЛЬЦЕВОГО ШВА» позволяет прогнозировать остаточные напряжения и деформации в зоне стыкового сварного шва толстостенной трубы или оболочки при многопроходной сварке (несимметричный случай) с учетом фазовых превращений, различных параметров разделки кромок, режимов сварки и условий закрепления.

Остаточные сварочные напряжения, а также деформации в зоне стыка этих конструкций всегда интересует специалистов, поскольку уровень остаточных напряжений определяет работоспособность таких соединений при переменных нагрузках (многоцикловая усталость), а также стойкость к различным коррозионным повреждениям внутренней поверхности, если конструкция используется для транспортировки либо хранения соответствующих агрессивных сред. Сварочные деформации, связанные с достаточно значительными радиальными перемещениями стенки оболочек в зоне стыка могут приводить к аварийным ситуациям, а осевые перемещения в зоне разделки, связанные с поперечной усадкой, могут при многопроходной сварке заметно менять ширину разделки, что необходимо учитывать при автоматической сварке.

Указанные явления трудно поддаются моделированию на образцах, а использование натурных экспериментов при больших размерах конструкции для оптимизации технологии связаны с большими временными и материальными затратами.

Созданная специализированная программа ориентирована на инженерное применение и не требует от пользователя специальной подготовки в области расчетных методов.

Programma_mnogoprohod_1

Вид основного окна ввода данных

Для выбора основного материала, а также присадочного материала отдельно для корневого, основного и облицовочного проходов в программе предусмотрен встроенный банк данных, включающий всю необходимую для расчета информацию по свойствам материалов и который может пополняться пользователем. При вводе общих геометрических параметров свариваемые части оболочки должны иметь одинаковый внутренний диаметр D, но могут различаться толщиной стенки H1 и H2, длиной L1 и L2, наличием и расположением шпангоутов S1 и S2. Некоторые примеры толстостенных труб, соединяемых многопроходной сваркой плавлением, приведены на рисунке.

Programma_mnogoprohod_2

а)


Programma_mnogoprohod_3

б)

Programma_mnogoprohod_4

 

в)

Примеры толстостенных оболочек, свариваемых многопроходным стыковым швом:

а) свободные трубы;

б) трубы с различной толщиной;

в) трубы с внутренними шпангоутами

Необходимо также ввести данные режима сварки для каждого типа сварного прохода, а также задать геометрию разделки кромок свариваемых оболочек. На основании этой информации программа автоматически определяет необходимое количество и расположение сварочных проходов. При этом контролировать заполнение разделки можно в режиме реального времени.

При расчете используется двухмерная модель (несимметричный случай) деформации, метод термопластичности и метод конечных элементов. Температурная и механическая задачи для каждого сварочного прохода просчитываются последовательно по времени от начала нагрева до полного остывания металла. Расчетная модель учитывает зависимость физико-механических свойств материалов от температуры, а также микроструктурные фазовые превращения. Определяются размеры и форма зоны проплавления основного материала и предыдущего слоя (при двухслойной сварке). На основе этих данных оценивается средний химический состав зоны плавления, что является основой для дальнейшего расчета ее микроструктурного состояния. Микроструктурное состояние зоны плавления и зоны термического влияния рассчитывается с использованием диаграммы

Шеффлера для высоколегированной стали, либо с использованием соответствующих диаграмм АРА для низколегированных ферритных сталей. Соответствующие характеристики для параметрических уравнений, связывающих количество ожидаемой фазы в микроструктуре со временем охлаждения t8/5 в интервале 800…500°С, содержатся в банке данных. Знание температурных полей и объемных изменений, связанных с температурным расширением и микроструктурными изменениями, позволяет прослеживать развитие упругопластических деформаций вплоть до остаточного состояния.

Таким образом, результатом расчета является следующая информация:

  1. зона проплавления (химический состав и расположение сварных проходов);
  2. время охлаждения t8/5 в интервале 800…500°С в зоне плавления и зоне термического влияния;
  3. микроструктурный фазовый состав (относительное содержание мартенсита, аустенита, бейнита и феррито-перлита в зоне плавления и зоне термического влияния);
  4. остаточные напряжения (осевая, окружная, радиальная и касательная компоненты);
  5. деформации (радиальный прогиб и осевое укорочение);
  6. механические свойства (твердость по Виккерсу, временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение, относительное сужение, ударная вязкость в зоне плавления и зоне термического влияния).

В случае использования материалов без микроструктурных превращений результаты 2, 3 и 6 не определяются. Некоторые примеры графического представления результатов расчета приведены на рисунках.

Также все результаты расчета могут быть представлены в виде таблиц значений. Программа имеет возможность выбора поддержки интерфейса и справки на двух языках (русский, английский).
Имеется демонстрационная версия на двух языках (русский, английский).

 

Programma_mnogoprohod_5

Зона проплавления

Programma_mnogoprohod_6

Время охлаждения t8/5 в интервале 800…500°С в ЗП и ЗТВ

Programma_mnogoprohod_7

Относительное содержание мартенсита в ЗП и ЗТВ

Programma_mnogoprohod_8

Радиальный прогиб оболочки

Programma_mnogoprohod_9

Окружная компонента остаточных напряжений

Programma_mnogoprohod_10

Осевая компонента остаточных напряжений

Programma_mnogoprohod_11

Ударная вязкость в ЗП и ЗТВ

Programma_mnogoprohod_12

Твердость по Виккерсу в ЗП и ЗТВ

Область применения: производство сварных толстостенных цилиндрических труб или оболочек.

Время расчета с учетом ввода данных зависит от выбранных материалов и геометрических параметров сварного соединения, количества сварочных проходов и составляет 30 – 120 мин. Программа моделирует процесс сварки при количестве сварочных проходов от 3 до 100 и односторонней U- либо V-образной разделке кромок с наружной стороны трубы или оболочки.


 

SVESTA

Центры коллективного пользования

Наши партнеры


International Welding & Joining Conference - Korea 2017

April 11 ~ 14, 2017 HICO, Gyeongju


  • populerbahis.com - hd film izle