NOWOCZESNE OPROGRAMOWANIE DO ANALIZY NUMERYCZNEJ PROCESÓW SPAWALNICZYCH

NOWOCZESNE OPROGRAMOWANIE DO ANALIZY NUMERYCZNEJ PROCESÓW SPAWALNICZYCH Opracował: dr inż. Tomasz Kik Politechnika Śląska, Gliwice Brenna17-18 czerwca 2014r

WPROWADZENIE Krótki cykl życia produktu pomiędzy kolejnymi zmianami modeli czy rozwiązań powoduje, że klasyczne prototypowanie jest zarówno nieopłacalne jak i często niewykonalne ze względu na ramy czasowe oraz szybko rosnący stopień skomplikowania dzisiejszych produktów. Kilkanaście lat temu oprogramowanie inżynierskie 3D otworzyło przed kardą inżynierską nowe możliwości. Tak samo wprowadzenie na rynek zaawansowanych pakietów umożliwiających obliczenia z wykorzystaniem metody elementów skończonych tworzy nową jakość w projektowaniu niezliczonych odmian detalu celem dążenia do uzyskania maksymalnej jakości, trwałości oraz określonych cech użytkowych. Dodatkowa specjalizacja tych pakietów pozwala na znacznie bardziej elastyczne i pełne wykorzystanie ich w tych gałęziach przemysłu do których zostały one przeznaczone. Gotowe rozwiązania dostarczane inżynierom pracującym nad nowymi produktami pozwalają w sposób szybki i jednoznaczny udzielić odpowiedzi na pytania nurtujące nie tylko ich samych ale również ekonomistów, którzy w dzisiejszych czasach biorą również czynny udział już na etapie projektowania części maszyn i urządzeń. Analizy numeryczne procesów spawania i obróbki cieplnej Rosnące koszty wytwarzania i duża konkurencja na rynku już dawno wymogły na producentach poszukiwania rozwiązań pozwalających w sposób tani i efektywny ocenić poprawność i celowość zmian wprowadzanych w produktach. Częste zmiany kolejnych modeli powodują, że klasyczne prototypowanie jest zarówno nieopłacalne jak i często niewykonalne ze względu na ramy czasowe oraz szybko rosnący stopień skomplikowania dzisiejszych produktów. Jednakże stale rozwijane oprogramowanie inżynierskie otwiera przed kardą inżynierską zupełnie nowe możliwości. Poniesione w ten sposób nakłady na przygotowanie prototypów i ich późniejsze badania są znacznie niższe niż w przypadku klasycznego (czyt. empirycznego) podejścia do problemu. Wspomniana również wcześniej konieczność stałej gotowości do rozpoczęcia szybkiej modernizacji profilu produkcji stała się obecnie problemem inżynierów, którzy bez pomocy zaawansowanego oprogramowania często nie byliby w stanie zrealizować trudnych i złożonych projektów. Stale rosnące koszty materiałowe, wytwarzania i osobowe dodatkowo ograniczają swobodę z jaką jeszcze przed kilkunastu laty można było prowadzić prace badawcze nad nowymi rozwiązaniami technicznymi. Specjalizowane oprogramowanie komputerowe coraz częściej obok zastosowań związanych z etapem przygotowania dokumentacji w oprogramowaniu CAD/CAM, stosowane jest w celu określenia zachowania się konstrukcji czy detalu w ściśle określonych warunkach zadanego obciążenia [1-4]. Procesy spawania, jako najczęściej wykorzystywana technika łączenia elementów konstrukcji i maszyn, dodatkowo komplikują proces ich konstruowania. Nowe materiały i oddziaływujący na nie cykl cieplny towarzyszący spawaniu powoduje powstawanie naprężeń oraz odkształceń po spawaniu. Rodzaj oraz rozkład naprężeń oraz odkształceń zależny jest o wielu czynników sposobu umocowania elementów do spawania, własności mechanicznych i cieplnych, rodzaju użytej technologii, parametrów procesu spawania, rodzaju zaprojektowanych złączy, temperatur otoczenia i podgrzewania itp. Uzyskanie niekorzystnego rozkładu naprężeń szczątkowych, które w normalnych warunkach tworzą zrównoważony układ sił wewnętrznych, może mieć negatywne skutki w postaci obniżenia trwałości konstrukcji jak również skłonności do zmian własności w trakcie ich eksploatacji. Również odkształcenia podczas oraz po spawaniu mogą być wynikiem niedotrzymania założonych odchyłek wymiarowych. Wiąże się to z koniecznością stosowania dodatkowych zabiegów naprawczych jak chociażby prostowanie co podnosi koszt całkowity wykonania konstrukcji. 1

Symulacje procesów spawania pozwalają na opracowanie technologii wytwarzania nowych produktów jak również zmiany i optymalizację już istniejących technologii, określenie czasu eksploatacji oraz wykrycie miejsc szczególnie podatnych na uszkodzenia w trakcie eksploatacji. Istotna jest również możliwość sprawdzenia wpływu ciepła podczas napraw wykonywanych technologiami spawalniczymi. Pozwala to również na ograniczenie do minimum liczby prób i prototypów a także czasu potrzebnego na przygotowanie produkcji. W prosty sposób powoduje to obniżenie kosztów wytwarzania jak również opracowanie optymalnej technologii. Wygodnym jest fakt, że na podstawie bazowej technologii można tworzyć różne warianty a następnie porównując je ze sobą, wykazać wady i zalety konkretnego rozwiązania. Możliwe jest więc zastosowanie symulacji numerycznych w przykładowych obszarach projektowania: 1. porównanie kilku wariantów technologii, gdzie obliczenia prowadzone są dla kilka różnych zestawów parametrów a następnie wyniki symulacji (zawartość faz metalurgicznych, rozkład naprężeń, odkształcenia itp.) są pomiędzy sobą porównywane celem jest znalezienie najlepszego rozwiązania, które w najpełniejszy sposób odpowiada oczekiwaniom odbiorcy, 2. określenie trwałości, które pozwala na uwzględnienie wpływu cyklu cieplnego procesu spawania na rozkład naprężeń oraz odkształceń plastycznych spawanych elementów a co za tym idzie, pozwala przewidzieć ewentualne miejsca powstania uszkodzeń w trakcie eksploatacji, 3. ocena skłonności do pękania kruchego, gdzie obliczenia naprężeń szczątkowych po procesie spawania uwzględniane są w ocenie odporności na pękanie kruche, 4. określenie odkształceń spawalniczych podczas operacji montażu, gdzie możliwe jest określenie poziomu odkształceń przy złożonych konstrukcjach. Symulacja numeryczna procesów spawania jest jednym z najtrudniejszych zagadnień w zakresie analiz prowadzonych przy użyciu metody elementów skończonych. Składa się na to szereg czynników. Istnieje konieczność posiadania obszernej wiedzy nt. zachowania się materiałów poddanych cyklowi cieplnemu procesu spawania. Takie dane wymagają nie tylko szerokiej wiedzy ale również często posiadania dostępu do szerokiego zakresu badań laboratoryjnych dotyczących własności mechanicznych jak i cieplno-metalurgicznych stosowanych materiałów. Również wiedza dotycząca samego procesu spawania, odpowiedni dobór warunków brzegowych stanowi spore wyzwanie przed inżynierami decydującymi się na zastosowanie tej dziedziny wiedzy w swoich praktycznych opracowaniach. Jednakże nawet posiadanie szerokiej wiedzy teoretycznej popartej nieraz szerokimi badaniami laboratoryjnymi nie jest wystarczającym warunkiem uzyskania wysokiej dokładności wyników analiz numerycznych z zastosowaniem przypadkowych narzędzi. Kluczową rolę odgrywa w tym przypadku oprogramowanie. SYSWELD jako nowoczesne narzędzie do analiz numerycznych procesów spawania i obróbki cieplnej Jednym z ciekawszych systemów rozwijających się na rynku oprogramowania wykorzystywanego do symulacji jest pakiet obejmujący obszar zastosowań spawalniczych i obróbki cieplnej: SYSWELD firmy ESI GROUP. Pakiet SYSWELD pokrywa w całości problematykę analiz nieliniowych tj. nieliniowe przewodzenie ciepła w każdej przestrzeni, nieliniowa geometria wielkich odkształceń, izotropowe i kinematyczne umocnienie materiału, przemiany fazowe itp. Połączenie wpływu tak dużej liczby zjawisk występujących w procesie spawania pozwala 2

na uzyskanie wspomnianej wysokiej zgodności wyników symulacji z rzeczywistym zachowaniem detalu czy konstrukcji [5-6]. SYSWELD umożliwia symulację procesów spawania w bardzo szerokim zakresie: zarówno bez materiału dodatkowego jaki i z materiałem dodatkowym, za pomocą źródeł ciepła mających kontakt fizyczny ze spawanym elementem (zgrzewanie tarciowe, punktowe) jak również bez kontaktu (łuk elektryczny, wiązka laserowa, wiązka elektronów). Podobnie szeroki jest zakres możliwej do przeprowadzenia obróbki cieplnej. Są to procesy m.in.: odpuszczania, hartowania (laserowego, indukcyjnego, wiązką elektronów, plazmowego, tarciowego), hartowania powierzchniowego, nawęglania i azotowania. Rys. 1. Struktura programu SYSWELD [1] Dane wejściowe procesu obliczeniowego stanowią: rodzaj metody użytej w procesie spawania, energia liniowa procesu spawania/parametry procesu spawania, geometria spawanego detalu/konstrukcji (import z popularnych systemów CAD w formatach Pro/E, CATIA, UG, I-DEAS, Patran, Ansys, IGES, STL, STEP itp., rodzaj materiału, temperatura podgrzewania wstępnego, liczba ściegów/złączy oraz ich lokalizacja i kolejność wykonywania, sposób usztywnienia/zamocowania konstrukcji do spawania, ewentualne parametry obróbki cieplnej po spawaniu, itp. Istotne są również wyniki, które dzięki przeprowadzeniu symulacji otrzymujemy, rys. 1. W tym przypadku możliwe jest uzyskanie: pola i gradientów temperatur, zawartości faz w poszczególnych obszarach złącza, odkształceń, naprężeń własnych, 3

przemieszczeń, twardości [1]. W uzyskaniu wyników o bardzo wysokim stopniu korelacji z rzeczywistym istotne są dane materiałowe jakimi dysponuje oprogramowanie. Zazwyczaj własności mechaniczne są definiowane jako funkcje zależne od temperatury oraz zawartości poszczególnych faz. Obok danych cieplnomechanicznych materiału tj. współczynnik przewodnictwa cieplnego, ciepło właściwe/entalpia, gęstość, moduł Younga, współczynnik Poissona, granica plastyczności czy umocnienie, istotne są również własności metalurgiczne. System uwzględnia przemiany fazowe, kinetykę dla przemiany austenitycznej podczas nagrzewania (TTA diagram) oraz przemiany ferrytu, bainitu i martenzytu podczas chłodzenia (CCT, TTT diagram). W przypadku konstrukcji wykonanych z aluminium uwzględniane są m.in.: przemiany z twardego do miękkiego stadium materiału odpowiadające za utratę własności mechanicznych, umocnienie materiału podczas eksploatacji, utrata własności podczas rekrystalizacji czy podczas rozpuszczania się wydzieleń. Bazy materiałowe w przypadku pakietu SYSWELD są ciągle poszerzane o nowe materiały i technologie a dodatkowo istnieje również możliwość ich poszerzenia na indywidualne zamówienie [5-8]. Wszystkie te cechy czynią wspomniany pakiet bardzo przydatnym w codziennej praktyce inżynierskiej spawalników i konstruktorów. Należy jednak zadać pytanie: czy możliwości tego pakietu mogą zostać wykorzystane również w przypadku bardziej subtelnych badań prowadzonych nad procesami spawalniczymi? Rys.2.WeldingSimulation Solution firmy ESI Group Zastosowanie pakietu obliczeniowego uwzględniającego tak szeroki zakres zjawisk zachodzących w trakcie procesów spawalniczych powinno dać wymierne efekty w prowadzonych analizach i rozważaniach teoretycznych jak również potwierdzone powinno zostać badaniami laboratoryjnymi. Ze względu na znacznie większą precyzję określania wyników w takich badaniach, stopień zaawansowania prowadzonych symulacji jest w tym przypadku bardzo istotny. W dalszej części opracowania przedstawione zostaną przykłady pozwalające na udowodnienie przydatności tego typu analiz. Oprogramowanie firmy ESI Group umożliwia prowadzenie obliczeń kilkoma sposobami różniącymi się od siebie sposobem prowadzenia obliczeń jak również zakresem wyników otrzymywanych w wyniku symulacji, rys. 2. 4

Ze względu na sposób prowadzenia, symulacje numeryczne mogą być podzielone na następujące grupy [1]: 1. transientmethod - analiza wykonywana krok po kroku (TW, SYSWELD Code) źródło ciepła porusza się po wyznaczonej trajektorii. Obliczenia wykonywane są w kolejnych krokach wyznaczonych przez tzw. krok symulacji. Parametry procesu spawania (natężenie prądu, napięcie łuku, prędkość spawania itp) określone są przez parametry modelu źródła ciepła. Wynikami tych analiz są rozkłady pól temperature, faz metalurgicznych, naprężeń, twardości oraz odkształcenia. Metoda ta jest szczególnie przydatna w przypadkach określania lokalnych efektów spawania oraz w celu optymalizacji technologii spawania (parametrów) w oparciu o rozkład faz metalurgicznych, twardości oraz naprężeń szczątkowych w złączu spawanych i obszarach do niego przyległych. 2. Macro beaddeposit (MBD, SYSWELD Code) źródło ciepła przyłożone jest w jednym lub kilku miejscach (elementach) w tym samym czasie. Rzeczywista trajektoria ściegu podzielona jest na kilka sekcji. Ciepło wprowadzane do złącza jest tak samo jak w rzeczywistym procesie spawania. Liczba markosekcji oraz krok czasowy definiowana jest w oparciu o parametry spawania ale również doświadczenie w posługiwaniu się tą metodą. Metoda ta jest rozwinięciem techniki transient pozwalającym na skrócenie czasu obliczeń oraz zwiększenie możliwych do przeprowadzenia obliczeń dla dużych konstrukcji przy zachowaniu wysokiego stopnia korelacji wyników z rzeczywistością. 3. Local-globalmethod (LG, SYSWELD and PAM ASSEMBLY Code) metoda stosowana w przypadku bardzo dużych konstrukcji z dużą liczbą złączy (przemysł stoczniowy, automotive oraz przemysł ciężki). W takich przypadkach zastosowanie technik transient oraz macro beaddeposit jest zwykle niemożliwe ze wzgledu na zbyt długi czas obliczeń oraz wymagany rozmiar pamięci komputera. Ideą tej metody jest to że proces spawania jest związany z lokalnymi zmianami naprężeń oraz przemieszczeń co z kolei ma swoje odzwierciedlenie w globalnym stanie odkształceń konstrukcji. Technika ta pozwala na symulację duży konstrukcji z dużą liczbą złączy, jednakże wynikiem obliczeń jest jedynie stan odkształceń. Poziom naprężeń oraz rozkład faz metalurgicznych możliwy jest do określenie poprzez modele lokalne korzystając z technik transient oraz macro beaddeposit. Weryfikację tej metody obliczeń potwierdzają publikacje literaturowe [4,5]. 4. Shrinkagemethod (SM, Weld Planner Code) metoda oparta na wykorzystaniu programu Weld Planner, pozwalająca na bardzo szybkie określenie odkształceń konstrukcji z bardzo dużą liczbą złączy spawanych. Weld Planner w odróżnieniu od Syswelda, pozwala na przeprowadzenie obliczeń poziomu odkształceń konstrukcji ale bez możliwości obserwacji rozkładu pól temperatur oraz rozkładu faz metalurgicznych. Aplikacja ta służy głównie do bardzo szybkiego sprawdzenia planu spawania, wprowadzenia zmian w kolejności spawania lub zamocowania elementów i określenia ich wpływu na całkowite odkształcenie konstrukcji. Jego zaletą jest również bardzo prosta i intuicyjna obsługa pozwalająca na uzyskanie wyników w bardzo krótkim czasie. PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ Poniżej zamieszczono kilka przykładów zastosowań przemysłowych opisywanego oprogramowania. Zawarte informacje stanowią jedynie fragment możliwości prowadzonych analiz. Analiza numeryczna odkształceń elementu obudowy turbiny niskiego ciśnienia 5

Zadaniem projektowym było określenie całkowitych odkształceń konstrukcji spawanej górnej części obudowy turbiny niskiego ciśnienia produkowanej przez firmę SKODA POWER jednego z najważniejszych europejskich producentów i dostawców technologii oraz urządzeń w sektorze energetycznym z ponad stuletnim doświadczeniem w produkcji turbin parowych [2]. Rys. 3. Turbina niskiego ciśnienia produkowana w SKODA POWER Jak pokazano na rysunku 3, obudowa stanowi jednocześnie pokrywę wirnika trubiny. Stanowi ona jednocześnie mocowanie wału oraz rozprowadza parę do poszczególnych segmentów turbiny oraz elementów obiegu pary. O ile elementy pokryw sekcji wysokiego i średniego ciśnienia produkowane są jako odlewy (ze względu na wysokie ciśnienie robocze istnieje konieczność stosowania dużych grubości ścianek elementów), elementy obudowy sekcji niskiego ciśnienia mogą być znacznie mniej odporne za co za tym idzie cieńsze. Elementy obudów sekcji niskiego ciśnienia są zatem zwykle łączone za pomocą technologii spawalniczych (jako rama wykonana z masywnych belek pokrytych relatywnie cienkimi blachami) co pozwala na znaczne obniżenie kosztów wytwarzania tych elementów. Ponieważ grubość elementów jest mimo wszystko nadal znaczna, konieczne jest stosowanie dużej liczy ściegów przy ich łączeniu (w omawiany przypadku konieczne było zastosowanie do 50 ściegów na jedno złącze). Powoduje to powstawanie znacznych odkształceń wynikających z cyklu cieplnego procesu spawania nawet w przypadku gdy sama konstrukcja jest dość sztywna. Zwykle tolerancje wymiarowe poszczególnych elementów są niewielkie z konieczności późniejszego ich montażu. Stąd bardzo często istnieje konieczność ich kompensacji ze względu na ostateczne wymagania wymiarowe. Naprawa odkształceń takich konstrukcji może wiązać się z koniecznością użycia potężnych i drogich maszyn w celu mechanicznego prostowania elementów lub poprzez dodatkowe procesy spawalnicze. W ekstremalnych przypadkach istnieje ryzyko uszkodzenia naprawianego elementu co niesie ze sobą potężne koszty. Określenie poziomu odkształceń za pomocą analiz numerycznych wydaje się więc w takich przypadkach niezastąpioną pomocą każdego konstruktora. W takich przypadkach opisywana wyżej technika obliczeń local-global znajduje swoje zastosowanie ze względu na rozmiary konstrukcji spawanej oraz konieczność określenia odkształceń konstrukcji. W opisywanym przypadku przygotowanych został 12 różnych modeli lokalnych, rys. 4 i 5. Każdy z tych modeli przedstawiał inny rodzaj złącza. Z pomocą techniki local-global określone zostały odkształcenia dla każdego kolejnego kroku w technologii spawania. Obliczone odkształcenia przedstawiono na rys. 6, 7 i 8. Wymagane wymiary oraz punkty ich pomiaru przedstawiono na rysunku 9 oraz w tablicy 1. 6

Rys.4. Obudowa sekcji niskiego ciśnienia Rys.5. Złącza w modelu numerycznym Rys.6. Odkształcenia po pierwszym kroku Rys.7. Odkształcenia po drugim kroku Rys.8. Całkowite odkształcenia po spawaniu Rys.9. Punkty pomiaru wymiarów odniesienia Tablica 1. Porównanie pomiędzy odkształceniami zmierzonymi na rzeczywistej części a wynikami analiz numerycznych, rys. 9 Miejsce pomiaru Wymiar z obliczeń [mm] Wynik pomiaru [mm] A -0,85-1 B -8,8-7 C -1,92-2 Analiza numeryczna złączy różnoimiennych 30CrMoNiV5-11/ 26NiCrMoV14-5 W założeniach tego projektu było dokonanie optymalizacji technologii spawania w oparciu o analizy numeryczne dla SIEMENS Turbomachinery z Brna, Republika Czeska. Geometria złącza została przedstawiona na rysunku 10. Złącze spawane wykonane zostało techniką spawania elektrodami otulonymi F11A8-EC-F5. Ścieg graniowy wykonano metodą plazmową. 7

Rys. 10. Geometria złącza spawanego oraz model numeryczny z warstwą pośrednią oraz ściegami wypełniającymi Złącze zostało wykonane w dwóch etapach. Jako pierwsza została ułożona warstwa pośrednia składająca się z 96 ściegów na powierzchni elementu ze stali 30CrMoNiV 5-11 z zastosowaniem podgrzewania wstępnego. Następnie po przeprowadzeniu obróbki cieplnej, wykonane zostało złącze składające się ze 150 ściegów. Podobnie jak w poprzednim przypadku zostało zastosowanie podgrzewanie wstępne oraz obróbka cieplna po spawaniu. Rys. 11. Rozkład bainitu Rys. 12. Rozkład martenzytu Wyniki obliczeń z pierwszego etapu analizy (napawania elementu ze stali 30CrMoNiV5-11 zostały przeniesione do modelu przedstawiającego spawanie elementów ze stali 30CrMoNiV5-11 i 26NiCrMoV14-5. Podsumowując: model zawierał 246 ściegów i dwie operacje obróbki cieplnej. Rozkład bainitu i martenzytu po zakończeniu procesu spawania (napawanie, spawanie, końcowa obróbka cieplna) został przedstawiony na rys. 11 i 12. Wyniki analiz wykazały, że złącze posiada strukturę bainityczną z zawartością ok. 15% martenzytu. Strefa wpływu ciepła również zawiera mieszaninę bainitu z martenzytem (max. 28% martenzytu). W wyniku przeprowadzonych analiz numerycznych określono również twardość Vickersa po procesie spawania, rys. 13 oraz po procesie obróbki cieplnej, rys. 14. Na rysunku 15 przedstawione zostały rozkłady naprężeń na przekroju poprzecznymanalizowanego złącza. 8

Rys.13. Rozkład twardości HV Rys.14. Porównanie rozkładu twardości przed i po obróbce cieplnej Rys. 15. Rozkład naprężeń po spawaniu oraz po przeprowadzonej obróbce cieplnej Analiza numeryczna procesu spawania złączy obwodowych rur W założeniach projektu było przeprowadzenie, bazując na analizach numerycznych, optymalizacji technologii spawania rur na potrzeby SES Company, Tlmace, Slovak Republic, rys. 16. Materiałem z którego wykonane były spawane rury, była bardzo popularna obecnie stal P24. Analizie poddane zostały dwa rodzaje złączy: rura/rura oraz rura/element odlewany oraz kilka wariantów technologii: - oryginalna technologia, - wariant 1 : bez stosowania podgrzewania, - wariant 2 : z podgrzewaniem wstępnym do temperatury 100 C, - wariant 3 : z podgrzewaniem wstępnym do temperatury 200 C, - wariant 4 : z podgrzewaniem wstępnym do temperatury 300 C, - wariant 5 : oryginalna technologia bez stosowania spoin sczepnych. Przeprowadzone analizy wykazały m. in. że maksymalna zawartość martenzytu i bainitu w analizowanych złączach jest podobna ale różni się ich rozłożeniem w zależności od wariantu technologii. Maksymalna twardość w złączu wynosiła około 340 HV, rys. 17. 9

Rys. 16. Model dyskretny Rys. 17. Rozkład maretynzytu, wielkość ziarna oraz rozkład twardości HV na przekroju złącza Fig. 18. Rozkład naprężeń w analizowanych złączach spawanych Tablica 2. Zawartość martenzytu, wielkość naprężeń oraz odkształcenie plastyczne dla różnych wariantów przeprowadzonych analiz numerycznych Technologia wariant 1 wariant 2 wariant 3 wariant 4 wariant 5 oryginalna Zawartośćmartenz ytu 67 81 73 66 64 69 [%] Naprężenia (Von 917 934 925 910 815 910 Mises) [MPa] Odkształcenie 4,4/9,7* 6,9/9,7 5,7/8,5 4,4/9,8 4,1/9,7 6,8/9,6 plastyczne [%] * łączne odkształcenie plastyczne dla faz 10

PODSUMOWANIE Obecnie głównym celem wszystkich przedsiębiorstw jest redukcja kosztów wytwarzania przy jednoczesnym, stałym podnoszeniu jakości produktu. Aby sprostać wymaganiom i oczekiwaniom klienta, bardzo często wymagana jest bardzo szczegółowa wiedza na temat procesu i produktu. Jest to konieczne aby możliwe było przewidzenie wszystkich problemów eksploatacyjnych związanych z oferowanym wyrobem. Obniżenie kosztów produkcji, projektowania a także kosztów ewentualnych napraw jest możliwe m.in. poprzez zastosowanie analiz numerycznych. Analizy numeryczne procesów spawania to bardzo nowoczesne i wydajne narzędzie wspomagające dzisiejszego inżyniera. Stały ich rozwój powoduje, że konstruktor otrzymuje dzięki nim znacznie więcej informacji, które pozwalają mu lepiej poznać i zrozumieć mechanizmy zachodzą w trakcie produkcji a co za tym idzie, lepiej zaprojektować produkt. Artykuł ten prezentuje jak analizy numeryczne mogą dać odpowiedzi na bardzo ważne zagadnienia związane z procesem spawania oraz zachowaniem się konstrukcji spawanej. Wyniki analiz mogą zostać wykorzystane również jako podstawę do projektowania nowych rozwiązań, technologii oraz optymalizacji istniejących jak również np. określenia czasu eksploatacji podzespołów. Wszystkieprzedstawione w artykule analizy numeryczne zostały wykonane przy użyciu oprogramowania SYSWELD, PAM ASSEMBLY i WELD PLANNER firmy ESI Group. BIBLIOGRAFIA 1. ESI Group: SYSWELD reference manual, digital version SYSWELD 2014.1 2. Tejc J., Kovarik J., Zednik V., Sholapurwalla A., Nannapuraju M., Porzner H., Boitout F. : Using numerical simulation to prediction of large mult-pass welded assemblies, Conference Modelling of casting, Welding and advanced solidification processes IX, Vancouver, Canada, June 7-14, 2009 3. Porzner H. and team : Welding simulation solution, ESI Group internal presentation December 2009 4. Slováček M., DivišV., Ochodek V. : Numerical simulation of the welding process, distortion and residual stresses prediction, heat source model determination, In: Welding in the World, Volume 49, No. 11/12-2005 5. Slováček M. : Numerickésimulacesvařování, výpočet a hodnocenídistorzí a zbytkovýchnapětí (Numerical simulation of welding process, residual stress and distortion prediction), Ph.D thesis, September 2005, University of Defence Brno 6. T. Kik, M. Slovacek: Analiza numeryczna procesów spawania jako wsparcie techniczne projektowania w energetyce. Materiały i technologie stosowane w budowie kotłów o parametrach nadkrytycznych o temperaturze pary do 700 o C. III Międzynarodowa N-T Konferencja Spawalnicza Powerwelding 2013, Kroczyce, 3-4 paździenik 2013. Pod red. A. Hernasa, J. Pasternaka. Gliwice : [b.w.], 2013, s. 285-298, bibliogr. 8 poz. W artykule wykorzystano informacje będące własnością firmy ESI Group 11