Рассмотрим пример решения простой 3D задачи сварки в один проход.
Исходные данные:
- Полуавтоматическая сварка в среде CO2
- Основной металл: низколегированная и низкоуглеродистая сталь
- Сварочные материалы: низколегированная и низкоуглеродистая сталь
- Сварочный ток: I =500 А
- Напряжение: U = 30 В
- Скорость сварки: Vсв = 5 мм/с
- Теплоотвод происходит со всей поверхности изделия
- Схема закрепления: рисунок 3
CAD модель сварочного соединения показана на рисунке 1.
Рисунок 1 – CAD модель соединения.
Геометрические размеры и обозначение соединения представлены на рисунке 2.
Рисунок 2 – Геометрические размеры и обозначение соединения.
Вышеперечисленные данные.
Схема закрепления показана на рисунке 3.
Рисунок 3 – Схема закрепления.
После проведения расчета мы получаем информацию о распределении температурных полей в процессе сварки, распределение металлургических фаз в соединении, а также поля остаточных напряжений и деформаций.
Распределение тепловых полей представлено в трех позициях на рисунках 4,5,6.
Позиция 1: Время после начала сварки 5 с.
Рисунок 4 – Тепловые поля при сварке.
Позиция 2: Время после начала сварки 50 с.
Рисунок 5 – Тепловые поля при сварке.
Позиция 3: Время после начала сварки 80 с.
Рисунок 6 – Тепловые поля при сварке.
Распределение металлургических фаз представлено на рисунках 7,8,9.
Распределение феррита после сварки показано на рисунке 7.
Рисунок 7 – Распределение феррита.
Максимальное содержание феррита в шве примерно 9%.
Распределение бейнита после сварки показано на рисунке 8.
Рисунок 8 – Распределение бейнита.
Максимальное содержание примерно 79,4%
Минимальное содержание примерно 71,5%
Распределение мартенсита после сварки показано на рисунке 9.
Рисунок 9 – Распределение мартенсита.
Максимальное содержание примерно 13,8%%
Минимальное содержание примерно 12,3%
Поля остаточных напряжений по Мизесу показаны на рисунке 10.
Рисунок 10 – поля остаточных напряжений после сварки.
Максимальное напряжение составило 605,6 МПа
Минимальное составило 71,6 МПа
После снятия закреплений мы получаем следующую картину полей остаточных деформаций которые показаны на рисунке 11.
Рисунок 11 – поля остаточных деформаций.
Максимальное значение деформации 1,79 мм
Минимальное значение 0,17 мм
В данном примере были представлены возможности SYSWELD при анализе стыкового соединения. Эти данные могут послужить базовой информацией при проектировании сварного изделия и для разработки технологии сварки изделия. По сравнению с 2D анализом, мы можем получить наиболее полную информацию по интересующим нас процессам, а не усредненную, которая сделана для одного сечения, так как в этом случае учитывается неравномерность ввода тепла по всему объему сварного шва.
