Universidade
Federal do Rio Grande
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EE - Trabalhos apresentados em eventos

URI permanente para esta coleçãohttps://rihomolog.furg.br/handle/1/515

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Autor: search.filters.author.Araújo, Douglas Bezerra deAssunto: search.filters.subject.Welding process

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    Applicability of the gaussian distribution heat source model to the thermal simulation of welding processes
    (2013) Araújo, Douglas Bezerra de; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Cunda, Luiz Antonio Bragança da
    Welding processes are considered a thermal-mechanical-metallurgical coupled issue. The most important boundary condition in the thermal analysis is the heat source model. Although many studies have been carried out to propose different types of heat source models, the limitations of each model application have not been clearly specified. The Gaussian heat source is a model in which heat is generated over a surface; therefore, it may not be suitable to be applied to thick plates. In this study, the accuracy of the Gaussian heat source model is investigated in bead-on-plate welding by the TIG process. Analyses are performed by the ANSYS® software, considering the convection and the radiation phenomena. Several cases with different parameters of heat distribution, heat input and plate thickness have had their weld pool geometries analyzed and compared with those obtained experimentally. Analyses of the influence of the radial distance from the center of the Gaussian heat source and the thickness of the plate on the bead width and the penetrated depth of the fusion zone boundary are presented. Results have shown the adequacy and the limitations of the Gaussian heat source model in the welding simulation.
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    Estudo de metodologias para análise numérica do campo de temperatura no processo de soldagem MIG em chapas de aço inoxidável AISI 304L
    (2014) Farias, Rodrigo Martins; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas; Araújo, Douglas Bezerra de
    Os processos de soldagem em chapas envolvem fenômenos físicos e químicos muito complexos e, por isso, difíceis de serem modelados matematicamente. Embora os efeitos termo-mecânico-metalúrgico acoplados sejam importantes, na maioria dos casos são encontrados bons resultados considerando modelos numéricos baseados nas equações da transferência de calor e nas que governam o comportamento estrutural das chapas. De modo geral, o campo térmico é independente do estrutural, permitindo que as soluções sejam realizadas em sequência (térmicoestrutural), sem necessidade de acoplamento. As análises mais adequadas dos processos de soldagem com deposição de material usam a técnica denominada de “element birth and death”, a qual considera a ativação dos elementos pertencentes ao cordão de uma malha de elementos finitos a medida que a fonte de calor se movimenta. Neste trabalho, são apresentadas análises numéricas de soldagem de topo multipasse, com chanfro em V, de chapas de aço inoxidável AISI 304L através do processo MIG convencional. As chapas possuem 9,6 mm de espessura, 200 mm de comprimento e 50 mm de largura. As simulações numéricas são realizadas no software Ansys Multiphysics®, considerando os fenômenos de convecção e radiação, e propriedades térmicas do material (condutividade térmica, calor específico e massa específica) como dependentes da temperatura. A fonte de calor móvel é do tipo Gaussiana. Os formatos da poça de fusão, obtidos dos experimentos desenvolvidos no Laboratório de Pesquisa em Engenharia da Soldagem (LAPES – FURG) são comparados com os resultados das simulações numéricas. Um dos inconvenientes na aplicação da técnica element birth and death é o fato de que os elementos pertencentes aos passes intermediários têm suas fronteiras vizinhas aos elementos dos outros passes, sendo impedidos, dessa forma, de contemplar os efeitos de radiação. Assim, comparou-se os resultados de dois códigos: o primeiro que adota o método clássico, onde ocorre o impedimento de radiação para os elementos pertencentes aos passes intermediários, e outro que considera os efeitos de radiação no processo. Observou-se diferenças nos resultados pelo uso dos dois algoritmos, concluindo-se que os efeitos de radiação são muito importantes na região de deposição de material.