ESTUDO DO MODELO DE FONTE DE CALOR DE DISTRIBUIÇÃO GAUSSIANA NA APLICAÇÃO DE SIMULAÇÕES TÉRMICAS NUMÉRICAS DOS PROCESSOS DE SOLDAGEM TIG

Resumo

Os processos de soldagem são considerados problemas termo-mecânico-metalúrgicos acoplados. A condição de contorno mais importante na análise térmica numérica é o modelo de fonte de calor. Embora muitos estudos tenham sido realizados com o objetivo de propor diferentes tipos de modelos de fontes de calor, a limitação da aplicação de cada modelo não é claramente conhecida. A fonte de calor Gaussiana é um modelo no qual o calor é gerado sobre uma superfície; por esta razão, ela não é adequada para aplicações em chapas espessas. Neste estudo, é investigada a acurácia do modelo de fonte de calor Gaussiana em uma soldagem do tipo cordão sobre chapa pelo uso do processo TIG. As análises foram realizadas por meio do programa computacional ANSYS®, considerando os fenômenos de convecção e de radiação. Para diversos casos com diferentes parâmetros de distribuição de calor, intensidades de fluxos de calor e espessuras de chapa, são analisadas as geometrias transversais do cordão de solda e estas são comparadas com aquelas obtidas experimentalmente. São apresentadas as análises das influências da distância radial do centro da fonte de calor Gaussiana e das espessuras das chapas na largura e na penetração do cordão de solda. Os resultados mostram a aplicabilidade e as limitações do modelo de fonte de calor Gaussiana na simulação da soldagem. Palavras-chave: processo de soldagem, simulação numérica, modelo de fonte de calor, programa computacional ANSYS®.