Simuleringsstöd för radikal förbättring av svetsning
- Diarienummer
- SM08-0005
- Start- och slutdatum
- 090101-101231
- Beviljat belopp
- 1 140 000 kr
- Förvaltande organisation
- ESAB AB
- Forskningsområde
- Övrigt
Summary
Hududsyfte och mål med det föreslagna projektet är att undersöka process-simulering som stöd i utveckling av svetsutrustning. Speciellt kommer pågående forskning i Högskolan Västs svetsgrupp för att koppla elektromagnetiska simuleringar till temperatur- och deformationsberäkningar att vidareutvecklas. Därmed kan pågående produktutveckling på ESAB knytas till simuleringsmetoder för svetsbåge, smältpöl och svetskvalitet från Högskolan Väst. Tillverkningsprocesser simuleras alltmer i akademisk forskning, och i vissa fall har simuleringar börjat användas i tillverkande industri. Simulering av svetsning, däremot, används sparsamt, eftersom svetsprocessen är ett så komplext interdisciplinärt problem, med starka kopplingar mellan plasmafysik i den elektriska svetsbågen, fluidmekanik i gas och smälta, metallurgi under stelnande och mekanik i svetsfogen. Det finns en stor outnyttjad potential i att utnyttja simuleringar för att skräddarsy svetsprocessen. T.ex. kan modern höghastighetsstyrning återkoppla sensorinformation om processen till att fördela värme mellan tillsats- och basmaterial, för att uppnå stabilt optimala svetsegenskaper vid högproduktiv svetsning. Första steget i projektet är en gapanalys mellan industriell praxis och behov å ena sidan och akademisk kunskap och metodik å andra sidan, vilket ger en roadmap för radikal förbättring av svetsprestanda. Simulering av nyckelkomponenter i svetsprocessen kommer att påbörjas för att demonstrera möjligheterna.
Populärvetenskaplig beskrivning
Projektet syftar till att förbättra förutsättningarna för radikala förbättringar i svetsprocessen genom att använda datorberäkningar för att förstå hur energi tillförs och sprids i en svetsfog med tillsatsmaterial. Simuleringar som genomförts i akademisk miljö verkar lovande för att utnyttja dessa i industritillämpning för att förbättra svetsprocessen, t.ex. genom att stabilisera förloppet så att man kan svetsa vid högre hastigheter eller med bättre kvalitet än vad som är möjligt idag utan återkoppling. För att kunna göra detta krävs kunskap om detaljer i processen som är svåra att mäta direkt: kedjan styrparametrar - processförlopp - svetskvalitet måste brytas upp i beståndsdelar genom att simulera processen för att ge information om vad i själva processen som kan mätas och samtidigt ger tillräcklig information om processförhållandena för att man ska kunna styra den färdiga svetsens egenskaper. Projektet kommer speciellt att studera hur det kraftiga elektromagnetiska fältet går från "överslaget" mellan svetselektrod och metall, genom smältan och in i fast metall. Detta elektromagnetiska fält påverkar kraftigt temperaturer och även smältans yta vilket ger ett komplicerat kopplat problem som vi avser lösa genom datorsimuleringar.