Виртуальный инжиниринг

Сварка в авиационной промышленности

В настоящее время производство авиационно-космической техники немыслимо без использования различных технологий сварки, используемых для производства фюзеляжей самолетов и корпусов ракет, двигателей, прецизионных приборов, а также технологической оснастки различного назначения. Сборка-сварка в общей трудоемкости изготовления авиационной техники составляет 40-50%. Но большие габариты и сложность конструкций, необходимость получения соединений металлических и неметаллических материалов, а также сварка таких материалов как титановые сплавы, дюралюминий, нержавеющая сталь и т.п., обладающих специфическими механическими и физическими свойствами, сильно усложняет процесс. Кроме того важно оценить каковы будут коробления и напряжения после выполнения сварки, т.е. те показатели, которые напрямую влияют на дальнейшее качество и долговечность работы.

Также сварка используется для ремонта трещин на элементах авиационной техники. Самолет в течение одного полета подвергается воздействию вибрации, перепаду атмосферного давления, перепаду температур, знакопеременных механических нагрузок. Поэтому, появление трещин, как на силовых, так и несиловых элементах конструкции самолета неизбежно. И если замена всего поврежденного агрегата экономически нецелесообразна, то для устранения трещин используется сварка.

В нынешний век высоких технологий современные предприятия используют специализированные программные комплексы для расчета и оптимизации технологий сварки, а также определения деформаций и напряжений. К таким комплексам относится пакет программ Welding Simulation Suite от ESI Group, позволяющий полностью смоделировать процесс сварки элементов конструкции или ремонтной сварки поврежденных участков агрегатов. Особенностью Welding Simulation Suite является то, что здесь заложен алгоритм учета деформаций вызываемых металлургическими превращениями, которые вносят большой вклад в коробление изделий после сварки и ТО. Программы работают с термокинетическими диаграммами, которые описывают процесс зарождения и исчезновения фаз.

Удобный функционал с помощью которого можно задать необходимые граничные условия для тепловой и механической задачи, а также параметры «решателя» позволяет инженеру-технологу получить картину напряженно деформированного состояния сварных соединений и элементов сварной конструкции в зависимости от условий закрепления и типов креплений, выполнить расчет технологических напряжений и рабочих напряжений; оценить вероятность образования трещин в сварном соединении, определить формы и размеров сварочной ванны и зоны ЗТВ, а также микроструктуры шва и околошовной зоны (определение металлургических фаз).

Моделирование сварки рабочего колеса газотурбинного двигателя – определение короблений. Выполнено специалистами NAMTEC в программах пакета Welding Simulation Suite.

Качество и продолжительность работы авиационной техники во многом зависит от качества сварных соединений при сборке и ремонте конструкций. Продукты ESI Group для моделирования процессов сварки (SYSWELD/Visual-Weld, WELD PLANNER) позволяют обеспечить необходимое качество, а также минимум затрат.

Истории успеха