Abril 2015 vol. 1 num. 1 - Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria

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APLICABILIDADE DA METODOLOGIA CLÁSSICA PARA DETERMINAÇÃO DO COMPORTAMENTO DO FLUXO DE CALOR EM CHAPAS SOLDADAS COM DIFERENTES ESPESSURAS ATRAVÉS DAS TAXAS DE RESFRIAMENTO SIMULADAS NUMERICAMENTE

APPLICABILITY OF CLASSICAL METHODS FOR DETERMINING THE HEAT FLOW BEHAVIOR IN WELDED PLATES WITH DIFFERENT THICKNESS THROUGH THE COOLING RATES NUMERICALLY SIMULATED

Cruz Neto, Rubelmar Maia de Azevedo ; Alves, Antonio do Nascimento Silva ; Batista, Ferreira Dario Magno ; Brandi, Sérgio Duarte ;

Artigo Completo:

Em processos de soldagem é essencial a obtenção do comportamento do fluxo de calor em chapas, isto é, se este é bidimensional (2D) ou tridimensional (3D), para um determinado conjunto de parâmetros de soldagem (tensão, corrente, velocidade de soldagem e etc). Em alguns casos, um fluxo de calor 3D não é desejável, porque proporciona taxas de resfriamento máximas na região da junta soldada, induzindo a transformações de fases indesejadas. No livro Welding Handbook é apresentada uma metodologia para se determinar o comportamento do fluxo de calor, onde se obtém o valor de um parâmetro adimensional. Dependendo do intervalo onde este se apresenta, pode-se definir se o fluxo é 2D ou 3D. O objetivo deste trabalho é averiguar se este método, amplamente utilizado em aplicações industriais, por sua simplicidade e rapidez, pode ser utilizado para diferentes condições de soldagem. Foram obtidos campos de temperatura e taxas de resfriamento, através do modelo de Rosenthal para uma chapa semi-infinita de espessura finita em regime quase-estacionário. Os resultados obtidos através de simulações computacionais indicam que esta metodologia clássica nem sempre fornece informações precisas acerca do comportamento do fluxo de calor em chapas soldadas.

Artigo Completo:

In welding processes is essential to obtain the heat flow behavior in plates, i.e., if it is two-dimensional (2D) or three-dimensional (3D) for a given set of welding parameters (voltage, current, welding speed, etc.). In some cases, 3D heat flow is not desirable, because it provides maximum cooling rates in the weld zone, inducing undesired phase transformations. In the book Welding Handbook a method is presented to determine the heat flow behavior, where the dimensionless parameter value is given. Depending on the range where it presents we can determine whether the flow is 2D or 3D. The objective of this study is to investigate if this method, widely used in industrial applications due to its simplicity and speed, can be used for different welding conditions. Temperature distribution and cooling rates are obtained by Rosenthal method to a semi-infinite plate of finite thickness in a quasi-stationary state. The results obtained through computer simulations indicate that this classical approach doesn''t always provide accurate information about the heat flow behavior in welded plates.

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Palavras-chave: soldagem , simulação numérica, transferência de calor, taxas de resfriamento, welding, numerical simulation, heat transfer, cooling rates,

Palavras-chave: ,

DOI: 10.5151/mathpro-cnmai-0098

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Como citar:

Cruz Neto, Rubelmar Maia de Azevedo; Alves, Antonio do Nascimento Silva; Batista, Ferreira Dario Magno; Brandi, Sérgio Duarte; "APLICABILIDADE DA METODOLOGIA CLÁSSICA PARA DETERMINAÇÃO DO COMPORTAMENTO DO FLUXO DE CALOR EM CHAPAS SOLDADAS COM DIFERENTES ESPESSURAS ATRAVÉS DAS TAXAS DE RESFRIAMENTO SIMULADAS NUMERICAMENTE", p. 562-571 . In: Anais do Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria [= Blucher Mathematical Proceedings, v.1, n.1]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN em b-reve, DOI 10.5151/mathpro-cnmai-0098

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