Компьютерная система моделирования электронно-лучевой и лазерной сварки
Описана система инженерного компьютерного анализа лазерной, электронно-лучевой и гибридной сварки LaserCAD,
 позволяющая прогнозировать форму и размеры сварочной ванны, структуру и свойства металла шва и зоны термического влияния. Система базируется на физически адекватных численно-аналитиче...
Saved in:
| Published in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Date: | 2006 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2006
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102432 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Компьютерная система моделирования электронно-лучевой и лазерной сварки / В.А. Лопота, Г.А. Туричин, Е.А. Валдайцева, П.Е. Малкин, А.В. Гуменюк // Автоматическая сварка. — 2006. — № 4 (636). — С. 36-39. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860255185955192832 |
|---|---|
| author | Лопота, В.А. Туричин, Г.А. Валдайцева, Е.А. Малкин, П.Е. Гуменюк, А.В. |
| author_facet | Лопота, В.А. Туричин, Г.А. Валдайцева, Е.А. Малкин, П.Е. Гуменюк, А.В. |
| citation_txt | Компьютерная система моделирования электронно-лучевой и лазерной сварки / В.А. Лопота, Г.А. Туричин, Е.А. Валдайцева, П.Е. Малкин, А.В. Гуменюк // Автоматическая сварка. — 2006. — № 4 (636). — С. 36-39. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Автоматическая сварка |
| description | Описана система инженерного компьютерного анализа лазерной, электронно-лучевой и гибридной сварки LaserCAD,
позволяющая прогнозировать форму и размеры сварочной ванны, структуру и свойства металла шва и зоны термического влияния. Система базируется на физически адекватных численно-аналитических моделях процессов лазерной
и электронно-лучевой обработки, содержит базы данных на материалы и оборудование, имеет удобный для пользователя интерфейс.
The paper presents a system of engineering computer analysis of laser, electron beam and hybrid welding LaserCAD,
allowing forecasting of the weld pool shape and dimensions, structure and properties of weld metal and HAZ. The system
is based on physically adequate numerical-analytical models of the processes of laser and electron beam treatment, incorporates
data bases on materials and equipment and has a user-friendly interface.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:48:46Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 621.791.72.03:621.375.826
КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА МОДЕЛИРОВАНИЯ
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ И ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ*
Чл.-кор. РАН В. А. ЛОПОТА, Г. А. ТУРИЧИН, д-р техн. наук, Е. А. ВАЛДАЙЦЕВА, П. Е. МАЛКИН, инженеры
(С.-Петербург. гос. политехн. ун-т, РФ),
А. В. ГУМЕНЮК, д-р (Ин-т сварки и соединения материалов, г. Аахен, Германия)
Описана система инженерного компьютерного анализа лазерной, электронно-лучевой и гибридной сварки LaserCAD,
позволяющая прогнозировать форму и размеры сварочной ванны, структуру и свойства металла шва и зоны термичес-
кого влияния. Система базируется на физически адекватных численно-аналитических моделях процессов лазерной
и электронно-лучевой обработки, содержит базы данных на материалы и оборудование, имеет удобный для поль-
зователя интерфейс.
К л ю ч е в ы е с л о в а : лазерная сварка, электронно-лучевая
сварка, лазерно-дуговая сварка, математические модели,
инженерный компьютерный анализ
Современный уровень развития промышленности
предполагает активное внедрение и использова-
ние новых методов проектирования технологичес-
ких процессов. Системы автоматизированного
проектирования значительно ускоряют процесс
разработки новых технологий и позволяют соз-
давать все более сложные технические объекты.
В настоящее время существует множество сис-
тем различного вида — CAD–CAE–CAM, пред-
назначенных для использования в различных от-
раслях промышленности, а также для исследова-
тельской деятельности. Однако в области лучевых
технологий наблюдается их явный недостаток.
Современная программа инженерного проек-
тирования должна иметь необходимые свойства
(использование адекватных физической и мате-
матической моделей технологических процессов,
широкую информационную базу, скорость рабо-
ты, удобный диалоговый интерфейс) для обеспе-
чения компетентного проектирования на
всех или отдельных стадиях разработки
технологического процесса.
Система LaserCAD предназначена для
решения различного рода инженерных за-
дач: расчета геометрических параметров
предполагаемого соединения, выбора оп-
тимальных параметров режима обработки,
подбора необходимого оборудования в со-
ответствии с необходимыми параметрами,
выбора материала в соответствии с пред-
полагаемыми свойствами соединения. Она
включает модели лазерной и электронно-
лучевой сварки с глубоким проплавлением, гиб-
ридной сварки с глубоким проплавлением и по-
верхностным оплавлением, многоуровневую базу
данных по материалам, содержащую сведения о
физических свойствах и химическом составе спла-
вов, базу данных по технологическому оборудо-
ванию, средства диалоговой оптимизации процес-
сов лазерной, электронно-лучевой и гибридной
сварки, удобный, диалоговый интерфейс (рис. 1).
Все перечисленные модели лучевой сварки
представляют собой набор физически адекватных
моделей процессов, протекающих при разных ви-
дах обработки. Модель лазерной сварки с глубо-
ким проплавлением включает решение задач теп-
лопереноса в металл в жидкой и твердой фазах,
гидродинамики течения расплава, течения метал-
лического пара и образования лазерно-индуциро-
ванной плазмы, а также взаимодействия плазмы
с лучом.
Модель гибридной сварки, за исключением
процессов, характерных для лазерной сварки, учи-
тывает также нагрев от дополнительного тепло-
© В. А. Лопота, Г. А. Туричин, Е. А. Валдайцева, П. Е. Малкин, А. В. Гуменюк, 2006
Рис. 1. Блок-схема системы LaserCAD лучевой сварки металлов
* Публикуется по материалам доклада, сделанно-
го на II Международной конференции «Лазерные тех-
нологии в сварке и обработке материалов». — Киев,
23–27 мая 2005, Кацивели, Украина.
36 4/2006
вого источника (дугового, плазменного или све-
тового) при глубоком проплавлении и позволяет
рассчитывать температурные поля при поверхно-
стном оплавлении на основе численного решения
трехмерной задачи нестационарной теплопровод-
ности. Электронно-лучевая модель включает ре-
шение задачи тепломассопереноса, газодинамики
и кинетики рассеяния паров металла в вакууме,
и луча на парах металла при сварке с глубоким
проплавлением.
Программа LaserCAD содержит многоуровне-
вую комплексную справочную систему (рис. 2),
включающую базу данных на свариваемый ма-
териал (сведения о физических свойствах метал-
лов, неметаллов и сплавов, их химическом сос-
таве, структуре сталей, полученные на основе тер-
мокинетических диаграмм распада аустенита). На
основе этих данных и расчетов, полученных с по-
мощью указанных моделей, можно прогнозиро-
вать свойства металла шва и зоны термического
влияния. Справочная система содержит также све-
дения об обрабатывающем оборудовании, которое
может быть выбрано в соответствии с требова-
ниями к режиму обработки или условиями работы
(рис. 3).
Базы данных открыты для редактирования и
обновления, имеется также возможность прямого
выхода в Интернет.
Программа LaserCAD отличается удобным ин-
терфейсом, позволяющим работать в диалоговом
режиме. Специальная функция «Ручной оптими-
Рис. 2. База данных на свойства свариваемых материалов
Рис. 3. База данных на лазерное оборудование
Рис. 4. Диалоговый оптимизатор для исследований
4/2006 37
Рис. 5. Анализ структуры сварного соединения стали 30ХМ при лазерной сварке
Рис. 6. Пример одновременной работы системы в многооконном режиме при лазерной и лазерно-световой сварке
38 4/2006
затор» облегчает и ускоряет выбор режима об-
работки для достижения необходимого результата
(рис. 4).
Система LaserCAD является средством инже-
нерного компьютерного анализа САЕ процессов
сварки металлов концентрированными потоками
энергии. Она позволяет прогнозировать размеры
и форму сварных соединений, структуру и свойс-
тва металла шва и зоны термического влияния,
анализировать изменения, происходящие в хими-
ческом составе металла шва во время сварки
(рис. 5).
Система организована по принципу MDI-прог-
раммы и может работать в многооконном режиме
(рис. 6), что дает возможность одновременно ре-
шать несколько задач по сравнению и анализу
результатов.
Программа написана на языке Object Pascal в
среде Delphi6 и разработана в соответствии с ос-
новными принципами построения современных
систем CAD–CAM–CAE. Программа работает в
операционной среде семейства Windows
95/98/2000/XP, минимальное системное обеспече-
ние — Pentium III/700, 128 Mb RAM. Использо-
вание оптимизированных алгоритмов позволяет
достичь скорости работы системы, необходимой
для использования в производственной практике,
расчет одного варианта режима сварки занимает
не более 1 мин.
Система LaserCAD и ее аналоги успешно при-
меняются в России (в ЦНИИРТК и ЦНИИТС,
Санкт-Петербург; МГТУ им. Н. Э. Баумана, Мос-
ква) и за рубежом в ряде институтов и компаний
Германии (IWS, Weldaix, NMB, SLV Rostok). Она
может использоваться не только для проектиро-
вания технологического процесса, но и обучения
персонала в качестве программы моделирования
лучевых технологий.
The paper presents a system of engineering computer analysis of laser, electron beam and hybrid welding LaserCAD,
allowing forecasting of the weld pool shape and dimensions, structure and properties of weld metal and HAZ. The system
is based on physically adequate numerical-analytical models of the processes of laser and electron beam treatment, incorporates
data bases on materials and equipment and has a user-friendly interface.
Поступила в редакцию 30.01.2006
3-Я СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ВЫСТАВКА СВАРОЧНЫХ
МАТЕРИАЛОВ, ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЙ
«СВАРКА»
24–26 мая 2006 г. г. Томск
ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ ВЫСТАВКИ
• Оборудование и технологии для электродуговой сварки металлов (ручная, полуавтоматическая,
автоматическая, роботизированная);
• Оборудование и технологии для плазменной, лазерной, газопламенной сварки, резки, наплавки
(ручной, механизированной, роботизированной);
• Оборудование и технологии для сварки сопротивлением (контактной сварки);
• Оборудование и технологии для сварки пластмасс;
• Оборудование, материалы и технологии контроля качества сварных соединений и исходных материалов;
• Оборудование и технологии производства сварочных материалов;
• Оборудование для термической обработки материалов и сварных конструкций;
• Оборудование и технологии для пайки;
• Материалы для сварки, резки, наплавки, напыления, пайки (электроды, проволока, припои и т. п.);
• Средства и методы защиты от вредных производственных факторов (рабочая одежда,
системы вентиляции, респираторы и т. п.);
• Инструменты и приспособления для сварки;
• Электронная элементная база и комплектующие для производства сварочного оборудования;
• Методы обучения и повышения квалификации сварочного персонала;
• Научные разработки и идеи;
• Реновация сварочного оборудования;
• Салон подержанного и восстановленного сварочного оборудования.
По вопросу участия в выставке обращаться
в ОАО Томский Международный Деловой Центр «ТЕХНОПАРК».
www.t-park.ru
4/2006 39
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102432 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0005-111X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:48:46Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Лопота, В.А. Туричин, Г.А. Валдайцева, Е.А. Малкин, П.Е. Гуменюк, А.В. 2016-06-11T21:10:37Z 2016-06-11T21:10:37Z 2006 Компьютерная система моделирования электронно-лучевой и лазерной сварки / В.А. Лопота, Г.А. Туричин, Е.А. Валдайцева, П.Е. Малкин, А.В. Гуменюк // Автоматическая сварка. — 2006. — № 4 (636). — С. 36-39. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102432 621.791.72.03:621.375.826 Описана система инженерного компьютерного анализа лазерной, электронно-лучевой и гибридной сварки LaserCAD,
 позволяющая прогнозировать форму и размеры сварочной ванны, структуру и свойства металла шва и зоны термического влияния. Система базируется на физически адекватных численно-аналитических моделях процессов лазерной
 и электронно-лучевой обработки, содержит базы данных на материалы и оборудование, имеет удобный для пользователя интерфейс. The paper presents a system of engineering computer analysis of laser, electron beam and hybrid welding LaserCAD,
 allowing forecasting of the weld pool shape and dimensions, structure and properties of weld metal and HAZ. The system
 is based on physically adequate numerical-analytical models of the processes of laser and electron beam treatment, incorporates
 data bases on materials and equipment and has a user-friendly interface. Публикуется по материалам доклада, сделанного на II Международной конференции «Лазерные технологии в сварке и обработке материалов». — Киев,
 23–27 мая 2005, Кацивели, Украина. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Производственный раздел Компьютерная система моделирования электронно-лучевой и лазерной сварки Computerized system of modeling of electron beam and laser welding Article published earlier |
| spellingShingle | Компьютерная система моделирования электронно-лучевой и лазерной сварки Лопота, В.А. Туричин, Г.А. Валдайцева, Е.А. Малкин, П.Е. Гуменюк, А.В. Производственный раздел |
| title | Компьютерная система моделирования электронно-лучевой и лазерной сварки |
| title_alt | Computerized system of modeling of electron beam and laser welding |
| title_full | Компьютерная система моделирования электронно-лучевой и лазерной сварки |
| title_fullStr | Компьютерная система моделирования электронно-лучевой и лазерной сварки |
| title_full_unstemmed | Компьютерная система моделирования электронно-лучевой и лазерной сварки |
| title_short | Компьютерная система моделирования электронно-лучевой и лазерной сварки |
| title_sort | компьютерная система моделирования электронно-лучевой и лазерной сварки |
| topic | Производственный раздел |
| topic_facet | Производственный раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102432 |
| work_keys_str_mv | AT lopotava kompʹûternaâsistemamodelirovaniâélektronnolučevoiilazernoisvarki AT turičinga kompʹûternaâsistemamodelirovaniâélektronnolučevoiilazernoisvarki AT valdaicevaea kompʹûternaâsistemamodelirovaniâélektronnolučevoiilazernoisvarki AT malkinpe kompʹûternaâsistemamodelirovaniâélektronnolučevoiilazernoisvarki AT gumenûkav kompʹûternaâsistemamodelirovaniâélektronnolučevoiilazernoisvarki AT lopotava computerizedsystemofmodelingofelectronbeamandlaserwelding AT turičinga computerizedsystemofmodelingofelectronbeamandlaserwelding AT valdaicevaea computerizedsystemofmodelingofelectronbeamandlaserwelding AT malkinpe computerizedsystemofmodelingofelectronbeamandlaserwelding AT gumenûkav computerizedsystemofmodelingofelectronbeamandlaserwelding |