Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Modelowanieianalizastanówtermomechanicznychwłukowychprocesachspawalniczychstali
1.WPROWADZENIE
Zjawiskacieplnemajądużeznaczeniewprocesachtechnologicznychmetaliiich
stopów.Wwieluprocesach,takichjakodlewanie[1,2],obróbkacieplnailaserowa
[3,4],spawanie[5,6],nakładaniepowłokspawalniczych[7,8],metodachaddytyw-
nych[9]czymodyfikacjipowierzchnimateriałów[10],stanowiąoneistotęprocesu
technologicznego,czyliuzyskaniewłaściwejtemperaturydoosiągnięciapożąda-
negostanumateriałuprowadzącegodozmianystanuskupienia.Winnychprocesach
podwyższenietemperaturyobrabianegomateriałumanaceluuzyskanietakichjego
własności,któreumożliwiąkońcowyefekttechnologicznynp.:FSW(FrictionStir
Welding-zgrzewaniezwymieszaniemmateriału)[11,12],nakładaniepowłok[13].
Wniektórychprocesachefektycieplnesąefektemwtórnym,np.wobróbceskrawa-
niem[14].Wzależnościodmateriałuwłaściwościtermomechanicznezmieniająsię
wrazztemperaturą[15],awprzypadkustopówżelaza(stali,staliwa,żeliwa)nastę-
pujązmianystanuskupienia(topnienieikrzepnięcie)izachodzązmianystrukturalne
(przemianyfazowe)wstaniestałym[16-18].
Spawaniejeststosunkowomłodątechnikąwporównaniuzinnymidotyczącymi
wytwarzaniaczyspajaniametaliiichstopów.Początkispawaniagazowegosięgają
końcaXVIIIwieku[19].Dospawanianajpierwstosowanowodór(ztlenem),który
następniezostałzastąpionyacetylenem.Przełomemwrozwojuspawalnictwabyło
wynalezienieprzezpolskiegoinżynieraStanisławaOlszewskiegoiRosjaninaMiko-
łajaBernardosaspawaniaelektrycznegoelektrodąwęglową,którezostałoopatento-
waneprzezautorówwwielukrajach,m.in.wStanachZjednoczonychw1887r.
Historiaspawalnictwa,szczególnienaziemiachpolskich,zostałaszczegółowo
opisanawpracy[19].
Modelowaniezjawiskzachodzącychwprocesachspawalniczychmanacelu
przewidywanieodkształceńinaprężeńwłasnych,strukturymateriałupospawaniu
orazjegowłasnościmechanicznych(np.twardości,udarności).Wówczaskonieczne
stajesięsymulowaniestanówtermomechanicznychzwiązanychztymiprocesami
technologicznymi,takichjakpoletemperatury,przemianyfazoweistrukturalne,
odkształceniainaprężenia.Literaturanatentematjestobszerna,zarównowformie
książek,jakiartykułów.
Pełnyopiszagadnieńspawaniaskładasięzatemzopisuzmiennegopolatempe-
ratury,przemianfazowychorazstanunaprężeniaiodkształcenia,powiązanychokreś-
lonymprawemkonstytutywnym.Polatewzajemnienasiebieoddziałują.Często
wspominasięopełnymsprzężeniuzjawiskcieplnych,mechanicznychimateriało-
wych(przemianfazowych).Niektóreztychsprzężeńsąwistocieważnedladokład-
nychobliczeńzagadnieńspawania,innezaśmająwyłącznieznaczeniepoznawcze.
Narysunku1.1przedstawionoschemattychsprzężeń,przyczymlinieciągłe
zzaznaczonymistrzałkamiwskazująsprzężeniaistotne,uwzględnionewniniej-
szejpracy,natomiastlinieprzerywaneoznaczająsprzężenia,którepominięto
