Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.0936
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

MODELO DUPLO-ELIPSÓIDE ACOPLADO A VOLUMES FINITOS PARA SIMULAR A SOLDAGEM GMAW DO AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX SAF 2205

DOUBLE ELLIPSOID MODEL COUPLATED WITH FINITE VOLUMES TO SIMULATE GMAW WELDING OF SAF 2205 DUPLEX STAINLESS STEEL

Almeida, Darlene Souza da Silva; Queiroz, Anderson Vergílio de; Xavier, Carlos Roberto; Marcelo, Célio de Jesus; Castro, José Adilson de; Oliveira, Elizabeth Mendes de

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Resumo

Este trabalho se propõe a apresentar um modelo numérico baseado no método de volumes finitos para previsão de temperaturas capaz de prever condições de soldagem e avaliar a sensibilidade dos parâmetros geométricos do modelo duplo-elipsóide utilizado para simular a fonte de calor. Para tal foram realizadas simulações numéricas do histórico térmico utilizando o modelo comparando com o monitoramento de temperaturas durante soldagem GMAW de uma chapa de aço inoxidável duplex 2205. Os resultados obtidos para os ciclos térmicos e distribuição de temperaturas atestaram a sua capacidade em prever o histórico térmico da chapa. Ciclos térmicos calculados com diferentes parâmetros geométricos mostraram a baixa sensibilidade do modelo a estes parâmetros, principalmente, em relação à taxa de resfriamento. Isto leva à conclusão de que pequenos erros na determinação destes parâmetros não acarretariam prejuízos na previsão de transformações dependentes do tempo como é o caso da formação de fase sigma, muito prejudicial para os aços duplex.

Palavras-chave

ços inoxidáveis duplex, Modelo duplo-elipsóide, Simulação, Soldagem.

Abstract

This study aims to present a numerical model based on the finite volume method able to predict welding conditions and to evaluate the sensitivity of the geometric parameters of the double-ellipsoid model used as a heat source for the numerical model. Therefore, numerical simulation of the thermal history using the model and monitoring of temperature during welding GMAW of a plate of duplex stainless steel SAF 2205 were performed. The results of thermal cycles and temperature distributions confirmed the model’s ability to predict the thermal history of the plate. Thermal cycles calculated using different geometric parameters showed a low sensitivity of the model to these parameters, mainly, for predicting the cooling rates. These results lead to the conclusion that small errors in determination of these parameters would cause no damage in predicting of time dependent transformations, such as the sigma phase formation, very harmful for duplex steels.

Keywords

Duplex stainless steels, Double ellipsoid model, Simulation, Welding.

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