Title

APLICAÇÃO DE UM MODELO NUMÉRICO PURAMENTE TÉRMICO PARA PREDIÇÃO DE CAMPOS DE TEMPERATURA EM UMA JUNTA DE AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX UNS S32205 SOLDADA POR ATRITO COM PINO NÃO-CONSUMÍVEL

APPLICATION OF A NUMERIC PURE THERMAL MODEL FOR PREDICTION OF TEMPERATURE FIELDS IN A UNS S32205 DUPLEX STEEL FRICTION STIR WELDED JOINT

Authorship

Sousa, Guilherme Gadelha de; Fernandes, Petrônio Luiz Cabral de Carvalho Clemente; Marques, Igor Jordão; Araújo, Helen Rodrigues; Vicente, André de Albuquerque; Santos, Tiago Felipe de Abreu

Sousa, Guilherme Gadelha de

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Fernandes, Petrônio Luiz Cabral de Carvalho Clemente

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Marques, Igor Jordão

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Araújo, Helen Rodrigues

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Vicente, André de Albuquerque

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Santos, Tiago Felipe de Abreu

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DOI

10.5151/2594-5327-34689

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Abstract

O PRESENTE TRABALHO TEM POR INTUITO APRESENTAR UM MODELO COMPUTACIONAL E AVALIAR A APLICABILIDADE DO MESMO NA PREDIÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURAS EM SOLDAGEM POR ATRITO COM PINO NÃO-CONSUMÍVEL DO AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX UNS S32205. O MODELO FOI CONSTRUÍDO COM USO DE SOFTWARE COMERCIAL DE ANÁLISE DE ELEMENTOS FINITOS E TEVE SEUS RESULTADOS COMPARADOS COM DADOS EXPERIMENTAIS DE TRABALHO PRÉVIO. ESTES PARÂMETROS DE SOLDAGEM SERVIRAM DE CONDIÇÕES DE ENTRADA PARA O PROCESSAMENTO PELO MODELO, CONSIDERANDO A FONTE DE CALOR ESTACIONÁRIA COM REFERENCIAL EULERIANO. AS RELAÇÕES ENCONTRADAS ENTRE OS RESULTADOS DO MODELO E OS DADOS EXPERIMENTAIS ADQUIRIDOS POR TERMOPARES, PIRÔMETRO ÓPTICO E CÂMERA DE ESPECTRO INFRAVERMELHO SUGEREM QUE O MÉTODO COMPUTACIONAL PROPOSTO DETERMINA COERENTEMENTE A HISTÓRIA TÉRMICA AO LONGO DA JUNTA SOLDADA, SENDO UM MODELO PREVISTO PARA O MATERIAL E PROCESSO ESTUDADO. O MODELO MOSTROU-SE CAPAZ DE SUPRIR LIMITAÇÕES INERENTES DOS MÉTODOS DE AQUISIÇÃO TÉRMICA DIRETA E DEMONSTROU SER UMA ALTERNATIVA ACESSÍVEL PARA COMPLEMENTÁ-LOS OU SUBSTITUI-LOS.

THIS WORK AIMS TO DEMONSTRATE AND EVALUATE A COMPUTATIONAL MODEL SUITABILITY FOR PREDICTING TEMPERATURE DISTRIBUTION DURING FRICTION STIR WELDING OF UNS S32205 DUPLEX STAINLESS STEEL BUTT JOINT. THE MODEL WAS CONSTRUCTED USING A COMMERCIAL FINITE ELEMENT METHOD SOFTWARE AND EXPERIMENTAL DATA FROM PREVIOUS WORKS WAS USED FOR COMPARATIVE ANALYSIS OF THE SIMULATION RESULTS. THESE WELDING PARAMETERS SERVED AS INPUT FOR THE COMPUTATIONAL MODELLING CONSIDERING THE STATIONARY HEAT SOURCE IN A EULERIAN REFERENTIAL. THE RELATIONS FOUND BETWEEN THE NUMERICAL RESULTS AND THOSE ACQUIRED EXPERIMENTALLY THROUGH THERMOCOUPLES, OPTICAL PYROMETER AND INFRARED CAMERA SUGGEST THAT THE PROPOSED COMPUTATIONAL METHOD COHERENTLY PREDICTS THERMAL HISTORY ALONG THE WELDING JOINT. THE MODEL WAS CAPABLE OF OFFSETTING LIMITATIONS FROM EXPERIMENTAL THERMAL ACQUISITION METHODS AND PROVED TO BE AN ACCESSIBLE WAY TO COMPLEMENT OR REPLACE THEM.

Keywords

Soldagem por atrito com pino; Modelagem computacional; Aços inoxidáveis duplex; História Térmica.

Friction stir welding; Computational modelling; Duplex stainless steels; Thermal history.