Quick Welder

３次元溶接変形解析プログラム

概要

溶接施工時の構造物の温度や変形、ひずみなどを数値シュミレーションするプログラムです。
溶接から冷却に至るまでの材料各部の温度や弾塑性挙動を熱弾塑性有限要素法を用いて比較的忠実に追跡します。
溶接施工条件および関連する工程(仮付け、ジグ着脱、切断、矯正、再溶接など)の定義、計算に実行、結果の解釈／評価をスムーズに行える用に、自動要素分割、およびユーザーインターフェースに工夫を凝らしています。

H形鋼の突合せ溶接（アニメーション）

■溶接開始から終了・完冷までの、変形と最高到達温度分布をアニメーションする。

　　◆ ウェブ1パス
　　◆ 上フランジ４層４パス
　　◆ 下フランジ４層４パス
　　の順で連続溶接（パス間時間0）後、室温まで自然冷却している。

■解説

	フランジ幅の広いH形鋼（H-300×300×10×16）を突合わせ溶接した場合の残留応力分布を解析した。残留応力分布は、溶接順序（ウェブが先か、フランジが先か）に大きく依存する。図は、上部フランジを溶接中の変形（上下方向変位のみ拡大視）と最高到達温度分布を示す。
	溶接終了・完冷後の変形と最高到達温度分布を示す。はり長手方向の収縮と、角変形によるフランジ自由端の落ち込みが顕著である。溶着部の最高到達温度は約1900℃である。
	溶接終了・完冷後の、はり長手方向応力の分布を示す。ウェブを先に溶接しているので、その後のフランジ溶接によりウェブ部は強烈に圧縮され、広くて高い圧縮応力場となっている。フランジ自由端に高い圧縮残留応力場を作らないという観点（座屈）からは、本溶接順序（ウェブが先）が好ましいと言える。

解析事例

線状加熱によるねじり加工		鋼管とブロックの差込み溶接

半円筒の肉盛溶接		厚板の突合せ溶接

H形鋼の突合せ溶接		球形タンク・W３溶接中の温度分布

アングル材に溶接ビートを置いたときの変形		多層盛溶接におけるパス間温度シミュレーション

円周の溶接中の温度分布と冷却後の酸化色		円周溶接における縦断面の変形

柱-梁接合部３層目溶接中の温度分布		ダイアフラムと梁フランジ溶接後の残留応力分布

柱フランジの溶接		T継手の両側同時すみ肉溶接

適用範囲

溶接	電気溶接、ガス溶接、溶射、レーザークラッティング、レーザー溶接
切断	ガスカット、レーザーカット、冷間切断、溶着
熱処理	焼き入れ、応力焼鈍
汎用熱応力	温度、応力、弾塑性
加工	矯正(点、線、面状加熱)、レーザーフォーミング、生体レーザー(レーザーメスなど)