К совершенствованию моделирования сварочного нагрева изготавливаемых соединений

Abstract

Приведены особенности совершенствования математических моделей сварочного нагрева изготавливаемых соединений. Указаны направления совершенствования моделей сопряжённых тепловых задач, реализуемых в законах Навье-Стокса и Фурье. Представлено, что совершенствование моделей сварочного нагрева позволит оптимизировать параметры режима сварки и таким образом обеспечить получение сварных соединений с улучшенными качественными характеристиками их исходной структуры. Сделан анализ использования численных методов в моделях для уточнения особенностей физических процессов, протекающих в высокотемпературной зоне сварки. Это позволит повысить точность аппроксимации и устойчивость реализации решения тепловых задач. Обосновано, что учёт результатов анализа позволит усовершенствовать численный метод, который обеспечивает получение более точных значений температур в области расплавленного металла ванны, кристаллизующегося металла шва и зоны термического влияния.Features of improving the mathematical models of welding heat produced joints are given. Ways of improving the thermal models conjugate tasks implemented in the laws of the Navier-Stokes equations and Fourier are shown. It presented that the improvement of the welding heat models allow to optimize welding parameters and ensure obtaining welded joints with improved quality characteristics of the original structure. The analysis of use of numerical methods in models for specification of features of the physical processes proceeding in a high-temperature zone of welding is made. It will allow to increase the accuracy of approximation and stability of implementation of the solution of thermal tasks. It is proved that the accounting of results of the analysis will allow to improve a numerical method which provides more exact values of temperatures in the field of the melted metal of a bathtub, the crystallizing metal of a seam and a zone of thermal influence. Improvement of mathematical model by the accounting of physical processes which happen in molten metal of a welding bathtub allowed to specify distribution of temperatures in a welded joint. Studying of fields of temperatures in molten metal of a welding bathtub allowed to reveal the liquid-solid interface, and also to define a temperature schedule of process of a crystallization. Thus, established conditions of formation of structure in the field of the crystallizing metal of a seam and on sites of a zone of thermal influence.