Obrabotka Metallov 2011 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (53) 2011 54 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 51-74 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ* А.А. НИКУЛИНА, канд. техн. наук, доцент, В.Ю. СКИБА, канд. техн. наук, доцент, Е.Е. КОРНИЕНКО, канд. техн. наук, ассистент ( НГТУ, г. Новосибирск ), Е.Н. МИРОНОВ, канд. техн. наук, доцент, ( НГПУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 3 октября 2011 г. Никулина А.А. – 630092, Новосибирск, пр. К. Маркса, 20 Новосибирский государственный технический университет, e-mail: lita27@mail.ru Представлены результаты решения трехмерной задачи по определению деформации, типов структур и напряжений, возникающих в процессе стыковой контактной сварки разнородных сталей при получении свар- ных железнодорожных крестовин. Для расчета сварных конструкций в работе использован метод конечных элементов. Ключевые слова : разнородные стали, контактная сварка, структура, метод конечных элементов. _______________ * Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 гг. Введение Современная сварочная техника обеспечива- ет широкие возможности повышения качества сварных конструкций, снижения затрат труда, времени и средств при их производстве. Для ра- ционального использования указанных возмож- ностей при проектировании процесса сварки на- ряду с качественными показателями необходимы и количественные зависимости, связывающие влияние ряда конструктивных и технологиче- ских факторов на основные показатели качества сварных конструкций, таких как работоспособ- ность, прочность, надежность. Расчетные методы проектирования техно- логических процессов могут дать наиболее полную оценку особенностей изготовления сварных конструкций. Математическое моде- лирование свойств металла сварных соедине- ний, остаточных деформаций и напряжений позволяет определить наиболее рациональ- ный способ и режим сварки. Для выполнения расчетов сварных конструкций используется множество методик, однако наиболее распро- страненным и оптимальным является метод конечных элементов [1, 2]. Контактная стыковая сварка представля- ет собой процесс образования неразъемных соединений деталей по всей поверхности со- прикосновения при нагреве за счет протекания электрического тока и пластической дефор- мации – осадки. При изготовлении сварных крестовин усилие осадки прикладывается по- сле нагрева (сварка оплавлением) [3]. Перво- начально при сближении деталей с очень ма- лым давлением на торцы в отдельных точках возникают электрические контакты, в резуль- тате которых микрообъемы материала бы- стро плавятся и взрывообразно разрушаются. Объем расплавленного металла удерживается