Title

MODELAGEM MATEMÁTICA TRANSIENTE E TRIDIMENSIONAL DE SOLDAGEM A ARCO

TRANSIENT THREE-DIMENSIONAL MATHEMATICAL MODELING OF ARC WELDING

Authorship

Alves, João Lucas Lautenschlager Cortez; Martorano, Marcelo de Aquino

Alves, João Lucas Lautenschlager Cortez

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Martorano, Marcelo de Aquino

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DOI

10.5151/1516-392X-30708

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Abstract

Foi implementado um modelo matemático transiente e tridimensional para prever os campos de temperatura e composição presentes no sólido e poça de fusão durante um processo de soldagem a arco. O modelo foi desenvolvido com base nas equações de conservação macroscópicas de calor, massa e espécies químicas, que foram solucionadas pelo método dos volumes finitos. Os resultados do modelo mostraram boa aderência com soluções analíticas. Foram apresentados os efeitos de mudança na velocidade e potência de soldagem na distribuição de temperatura obtida e no formato da poça de fusão para soldagem em uma chapa de liga Al-6,5%Cu.

A transient and three-dimensional mathematical model was implemented to predict the temperature and composition fields in the solid and liquid phases during an arc welding process. The mathematical model was developed from the macroscopic conservation equations for heat, mass, and chemical species, that were then solved using the finite volume method. The model was validated by comparison with available analytical solutions. The effect of changes in welding speed and energy input in the temperature field and weld pool shape is also presented for the case of bead on plate welding of an Al-6,5%Cu alloy.

Keywords

Soldagem a Arco, Modelagem Matemática, Método dos Volumes Finitos

Arc Welding, Mathematical Modeling, Finite Volume Method