ESTUDOS DOS CAMPOS TÉRMICOS NO PROCESSO DE SOLDAGEM TIG USANDO TÉCNICAS DE PROBLEMAS INVERSOS

Alex Soares Landim¹; Louriel Oliveira Vilarinho¹; Solidônio Rodrigues de Carvalho¹; Sandro Metrevelle Marcondes de Lima e Silva¹

¹ UFU

Resumo

A soldagem de chapas metálicas ocupa um papel estratégico no setor industrial, pois permite a união de aços inoxidáveis e metais não-ferrosos com ótima eficiência. Dentre as várias técnicas de soldagem disponíveis, a TIG (Tungsten Inert Gas) se destaca por ser um processo de altíssima qualidade e segurança. Neste processo, a determinação do fluxo de calor entregue a chapa durante a soldagem representa uma tarefa complexa, pois o arco de soldagem é uma fonte de calor não uniforme. Para a solução deste problema, propõe-se neste trabalho o uso de técnicas de problemas inversos em condução de calor para a determinação do aporte de calor entregue à chapa durante o processo de soldagem. Neste sentido, foram usados os códigos computacionais, INV3D e GRAD3D, que utilizam duas técnicas distintas na solução de problemas inversos: simulated annealing e gradiente conjugado, respectivamente. Ressalta-se que ambas as técnicas consideram a transferência de calor tridimensional, transiente e as trocas convectivas de calor, analisando as equações através da técnica de diferenças finitas. Para determinação do fluxo de calor foram realizados um conjunto de experimentos nos quais atribuiu-se diferentes condições de soldagem em cada ensaio. Ambas as metodologias se mostraram eficientes tanto na determinação da distribuição de temperatura como na determinação do aporte de calor. Os resultados obtidos pelos programas situam-se dentro da faixa esperada para o rendimento térmico, apesar do INV3D se mostrar mais preciso e estável para o cálculo da temperatura.

Palavras-chave: soldagem TIG; problemas inversos; otimização; condução de calor