Lepsze spawanie stali na rzecz redukcji kosztów stoczniowych
Spawanie stanowi preferowaną metodę łączenia blach. Jednakże cienkie spawane blachy stalowe wykorzystywane w ramach dążenia do produkcji lżejszych okrętów ulegają większym zniekształceniom, co ogranicza ich użycie oraz zwiększa koszty budowy statku ze względu na ich uszkodzenia podczas eksploatacji. W ramach projektu "Przewidywanie i zarządzanie zniekształceniami spoinowymi w cienkościennych strukturach stalowych" (Distortion), realizowanego przez finansowanych ze środków UE naukowców, zastosowano pomiary doświadczalne w połączeniu z modelowaniem metodą elementów skończonych w celu określenia zależności między parametrami procesu spawania a istniejącymi naprężeniami materiałowymi z myślą o minimalizacji zniekształceń. Przeprowadzono szeroko zakrojone badania eksperymentalne na blachach z wysokowytrzymałego stopu stali wykonanych w procesie spawania doczołowego. Badania obejmowały pomiary temperatur przemiany, czyli temperatur, w których przemiana w fazie następuje podczas ogrzewania lub schładzania, przy czym uwzględniono fakt, iż niska temperatura przemiany (LTT) może poprawić wytrzymałość zmęczeniową. Powiązanie oceniono poprzez pomiar naprężeń szczątkowych za pomocą techniki dyfrakcji neutronów. Ponadto, kinetyka relacji między temperaturą przemiany a mikrostrukturą wykonanych spoin dostarczyła przydatnych informacji na potrzeby modelu elementów skończonych. Naukowcy przyjęli podejście liczbowe w analizie termo-sprężysto-plastycznej blach spawanych w celu przewidywania zniekształceń w konstrukcjach cienkościennych. Skuteczny algorytm ułatwił wybór materiału na drut spawalniczy LTT w celu uzyskania pożądanego naprężenia w spoinie końcowej. Liczne symulacje i eksperymentalne analizy cienkościennych stalowych konstrukcji spawanych doprowadziły do opracowania propozycji optymalizacji procesów i materiałów, prowadzących do ograniczenia zniekształceń w tego rodzaju strukturach o kluczowym znaczeniu w przemyśle stoczniowym. Kontynuacja wyników projektu jest obietnicą nowego sposobu rozumienia wielu parametrów wpływających na zniekształcenia cienkich spawanych blach stalowych, wykazując potencjał znacznego obniżenia kosztów działania stoczni związanych z przeróbką komponentów.
