prEN ISO 18166
(Main)Numerical welding simulation - Execution and documentation (ISO/DIS 18166:2025)
Numerical welding simulation - Execution and documentation (ISO/DIS 18166:2025)
ISO/TS 18166:2016 provides a workflow for the execution, validation, verification and documentation of a numerical welding simulation within the field of computational welding mechanics (CWM). As such, it primarily addresses thermal and mechanical finite element analysis (FEA) of the fusion welding (see ISO/TR 25901:2007, 2.165) of metal parts and fabrications.
CWM is a broad and growing area of engineering analysis.
ISO/TS 18166:2016 covers the following aspects and results of CWM, excluding simulation of the process itself:
- heat flow during the analysis of one or more passes;
- thermal expansion as a result of the heat flow;
- thermal stresses;
- development of inelastic strains;
- effect of temperature on material properties;
- predictions of residual stress distributions;
- predictions of welding distortion.
ISO/TS 18166:2016 refers to the following physical effects, but these are not covered in depth:
- physics of the heat source (e.g. laser or welding arc);
- physics of the melt pool (and key hole for power beam welds);
- creation and retention of non-equilibrium solid phases;
- solution and precipitation of second phase particles;
- effect of microstructure on material properties.
The guidance given by this Technical Specification has not been prepared for use in a specific industry. CWM can be beneficial in design and assessment of a wide range of components. It is anticipated that it will enable industrial bodies or companies to define required levels of CWM for specific applications.
This Technical Specification is independent of the software and implementation, and therefore is not restricted to FEA, or to any particular industry.
It provides a consistent framework for-primary aspects of the commonly adopted methods and goals of CWM (including validation and verification to allow an objective judgment of simulation results).
Through presentation and description of the minimal required aspects of a complete numerical welding simulation, an introduction to computational welding mechanics (CWM) is also provided. (Examples are provided to illustrate the application of this Technical Specification, which can further aid those interested in developing CWM competency).
Clause 4 of this Technical Specification provides more detailed information relating to the generally valid simulation structure and to the corresponding application. Clause 5 refers to corresponding parts of this Technical Specification in which the structure for the respective application cases is put in concrete terms and examples are given. Annex A presents a documentation template to promote the consistency of the reported simulation results.
Numerische Schweißsimulation - Ausführung und Dokumentation (ISO/DIS 18166:2025)
Dieses Dokument legt die Ausführung, Validierung, Verifizierung und Dokumentation einer numerischen Schweißsimulation zur rechnerischen Abbildung des Schweißprozesses (CWM, en: computational welding mechanics) fest, die mit einem wissenschaftlichen Rechentool (SCT, en: scientific computational tool) durchgeführt wird.
Dieses Dokument ist anwendbar für die thermische und mechanische Finite-Elemente-Methode (FEA, en: finite element analysis) von Lichtbogen-, Laser- und Elektronenstrahlschweißverfahren zum Zweck der Berechnung der Einflüsse von Schweißprozessen, insbesondere von Schweißeigenspannungen und Schweißverzügen, zur Unterstützung der Beurteilung der strukturellen Unversehrtheit.
Simulation numérique de soudage - Exécution et documentation (ISO/DIS 18166:2025)
L'ISO/TS 18166:2016 fournit une séquence d'exécution, de validation, de vérification et de documentation d'une simulation numérique de soudage dans le domaine de la mécanique du solide. À cet effet, l'ISO/TS 18166:2016 traite principalement de l'analyse thermique et mécanique, par la méthode des éléments finis, du soudage par fusion (voir ISO/TR 25901:2007, 2.165) d'assemblages métalliques.
La simulation numérique du soudage est une discipline en plein essor dans le domaine de l'ingénierie.
L'ISO/TS 18166:2016 couvre les aspects et résultats suivants de la simulation numérique du soudage, à l'exclusion de la simulation du procédé en lui-même:
- le flux thermique pendant l'analyse d'une ou de plusieurs passes;
- la dilatation thermique qui résulte de la conduction thermique;
- les contraintes d'origine thermiques;
- le développement de déformations plastiques;
- l'effet de la température sur les propriétés des matériaux;
- la prédiction de la distribution des contraintes résiduelles;
- la prédiction des déformations générées par le soudage.
L'ISO/TS 18166:2016 fait référence aux effets physiques suivants, mais elle ne les traite pas de manière approfondie:
- physique de la source de chaleur (par exemple, un laser ou un arc de soudage);
- physique du bain de fusion (et du key hole pour les soudures par faisceau d'électrons);
- création et rétention de phases solides en hors équilibre;
- solution et précipitation de particules de seconde phase;
- effet de la microstructure sur les propriétés des matériaux.
Les préconisations de l'ISO/TS 18166:2016 n'ont pas été élaborées pour être utilisées dans un secteur spécifique. La simulation numérique du soudage peut être bénéfique dans la conception et dimensionnement de nombreuses pièces. La présente Spécification technique comporte différents niveaux de mise en ?uvre qui offrent à l'utilisateur une estimation du degré précision permettant aux sociétés ou aux organismes industriels de définir les niveaux exigés en simulation numérique du soudage pour leurs applications spécifiques.
L'ISO/TS 18166:2016 n'est pas dépendante du logiciel et de la mise en ?uvre. Elle n'est dès lors pas exclusivement destinée à l'analyse par éléments finis ni à un secteur en particulier.
L'ISO/TS 18166:2016 offre un cadre cohérent pour les principaux aspects des méthodes et objectifs couramment adoptés pour la simulation numérique du soudage (y compris la validation et la vérification en vue de formuler un jugement objectif sur les résultats de simulation).
L'ISO/TS 18166:2016 propose également une introduction à la simulation numérique du soudage, avec la présentation et la description des critères minimum exigés d'une simulation numérique de soudage complète. (Des exemples qui peuvent aider les personnes souhaitant développer des compétences en simulation numérique du soudage sont donnés pour illustrer l'application de l'ISO/TS 18166:2016.)
Numerična simulacija varjenja - Izvedba in dokumentacija (ISO/DIS 18166:2025)
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
01-marec-2025
Numerična simulacija varjenja - Izvedba in dokumentacija (ISO/DIS 18166:2025)
Numerical welding simulation - Execution and documentation (ISO/DIS 18166:2025)
Numerische Schweißsimulation - Ausführung und Dokumentation (ISO/DIS 18166:2025)
Simulation numérique de soudage - Exécution et documentation (ISO/DIS 18166:2025)
Ta slovenski standard je istoveten z: prEN ISO 18166
ICS:
25.160.01 Varjenje, trdo in mehko Welding, brazing and
spajkanje na splošno soldering in general
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
DRAFT
International
Standard
ISO/DIS 18166
ISO/TC 44
Numerical welding simulation —
Secretariat: AFNOR
Execution and documentation
Voting begins on:
Simulation numérique de soudage — Exécution et documentation
2025-01-03
Voting terminates on:
ICS: 35.240.50; 25.160.01
2025-03-28
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FOR COMMENTS AND APPROVAL. IT
IS THEREFORE SUBJECT TO CHANGE
AND MAY NOT BE REFERRED TO AS AN
INTERNATIONAL STANDARD UNTIL
PUBLISHED AS SUCH.
This document is circulated as received from the committee secretariat.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL,
TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND
USER PURPOSES, DRAFT INTERNATIONAL
STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR
POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS.
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT
RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE AND TO
PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION.
Reference number
ISO/DIS 18166:2025(en)
ISO/DIS 18166:2025(en)
© ISO 2025
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Published in Switzerland
ii
ISO/DIS 18166:2025(en)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms. 3
5 Principle . 3
6 Scientific Computation Tools (SCTs) . 3
7 Required data for simulation . 4
8 Formulation of the problem and establishing the simulation strategy . 5
9 Establishment of the input parameters . 7
9.1 Input data .7
9.2 Simulation template .7
10 Geometry and mesh . 8
10.1 Geometry and meshing of welded joint .8
10.2 Mesh size .8
10.3 Type of elements .8
10.4 Modelling of the filler material .8
11 Performing the simulation . 9
11.1 Code verification .9
11.2 Thermal and metallurgical computations .10
11.2.1 General .10
11.2.2 Focus on metallurgical transformations .10
11.2.3 Modelling of heat source.10
11.2.4 Boundary and initial thermal conditions .10
11.3 Thermomechanical computation for residual stresses prediction .10
11.3.1 General .10
11.3.2 Model parameters adjustments .11
11.3.3 Materials with phase transformations .11
11.3.4 Boundary conditions .11
11.4 Monitoring the solution during computation.11
12 Simulation post-processing .12
12.1 General . 12
12.2 Cross-section of fusion zone . 12
12.3 Transient evolution of temperatures . 12
12.4 Phases and residual stresses distributions . 12
13 Comparing/challenging the results.13
13.1 General . 13
13.2 Calculation verification . 13
13.3 Validation .14
13.3.1 General .14
13.3.2 Validation process .14
13.3.3 Lack of knowledge . . 15
13.3.4 Validation experiment guidelines . 15
13.3.5 Additional validation activities . 15
14 Uncertainty quantification .15
15 Reporting/display of results .16
15.1 General .16
iii
ISO/DIS 18166:2025(en)
15.2 Objective of welding simulation .16
15.3 Material properties and input data .16
15.4 Geometry and mesh .17
15.5 Numerical model parameters .17
15.6 Analysis of results .17
Annex A (informative) Technical specification of Scientific Computation Tools (SCTs) for
numerical welding simulation / computational weld mechanics .18
Annex B (informative) Documentation template.20
Annex C (informative) Heat source modelling and calibration .25
Annex D (informative) Guidelines for validation experiment .34
Annex E (informative) Characterizing, tracing, and managing uncertainty in computational
weld mechanics and real world systems .36
Bibliography .38
iv
-------------
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.