Simulaciones numéricas para la predicción de la distribución de temperaturas en soldadura por arco eléctrico

Wilson Tafur; Holger Cacua; Edison Martínez; Jorge Velasco

doi:10.24054/rcta.v1i37.977

Authors

Wilson Tafur Universidad de Pamplona
Holger Cacua Universidad de Pamplona
Edison Martínez Universidad de Pamplona
Jorge Velasco Universidad de Pamplona

DOI:

https://doi.org/10.24054/rcta.v1i37.977

Keywords:

Simulación numérica, Distribución de temperaturas, Soldadura por arco eléctrico

Abstract

The present study aims to simulate single-pass welds using three computer-assisted numerical approaches: an analytical-numerical algorithm for heat transfer in welds, the SmartWeld software and a finite element model implemented in the ANSYS software. Its applicability was evaluated in the prediction of the temperature distribution below the weld bead in plates of semi-infinite extension and finite thickness. The results of the simulations were compared with temperature data obtained from the welding of AISI P20 steel using the autogenous TIG process with constant direct current and energy of 10 kJ / cm. The thermo-physical properties of the base material and boundary conditions were kept similar between simulations for comparative purposes. The study shows how the simulations carried out complement each other and can be validated for their applicability in the development of welding procedures.

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References

NIÑO, C.E. Especificación de procedimientos de reparación por soldadura sin tratamiento térmico posterior: efecto del revenimiento producido por los ciclos térmicos. Tesis (Doctorado en Ingeniería Mecánica). Programa de postgrado en Ingeniería Mecánica. Universidad Federal de Santa Catarina. Florianópolis, Brasil. 2001.

SANTOS, L.A. Conducción de calor en la soldadura con pulsación térmica. Tesis (Doctorado en Ingeniería Mecánica). Programa de postgrado en Ingeniería Mecánica. Universidad Federal de Santa Catarina. Florianópolis, Brasil.2001.

BOO, K.S; CHO, H.S. Transient temperatura distribution in arc welding of finite thickness plates. Journal of Engineering Manufacture Part B, vol 204, pag 175-183, 1990.

SANTOS, L.A. SILVA, A.F. A Computer Program for Predicting Thermal Cycles at the HAZ of Bead on Plate Welds Using Dimensions of the Molten or Heat Affected Zone as Input Data. Revista Soldagem & Inspección, vol 11, No 4, 2006.

TAFUR, P.W. NIÑO, C.E. Repair welding of injection molds manufactured in AISI P20 and VP50IM steels. 18th International Congress of Mechanical Engineering, Ouro Preto, MG, Nov 6-11, 2005.

SUAREZ, S.I, SUAREZ A.M. TAFUR, P.W. Arc Welding Procedures on Steels for Molds and Dies. Journal Procedia Engineering, vol 100, pag 584-591, 2015.

TAFUR, P.W. GÜTS, Saulo. Viabilización de un Modelo termo-físico para la soldadura de aceros para moldes y matrices en función del volumen de la pieza. VIII Semana de Ciencia, Tecnología e innovación, Cúcuta, Nov 14-16, 2012.

FUERSCHBACH, P.W., EISLER G.R. Determination of Material Properties for Welding Models by Means of Arc Weld Experiments. 6th Intl. Trends in Welding Research, Georgia, Abr 15-19, 2002

CANSECO, R.A, CAMARILLO, G.K, SILVA, M.A. Experimentación y Análisis por MEF del Comportamiento Hiperelástico en Materiales usados en Calzado Deportivo. Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada, vol 4, No 1, pág 23-31, 2011

GARCÍA, R.A, FLOREZ, S.E, ACOSTA, P.M. Structural Analysis of a pressing machine for production of solid brick for small craft industries of ceramic materials in Ocaña, Norte de Santander and in the region. Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada, vol 1, No 25, 2014

CAMPOS, B.A, ALVES R.D. SCOTTI, Américo. Simulation of a TIG Weld using Finite Element Method: Part 2- Structural Analysis. Revista Soldagem & Inspección, vol 11, No 2, Abr/Jun. 2006.

CAMPOS, B.A, ALVES R.D. SCOTTI, Américo. Simulation of a TIG Weld using Finite Element Method: Part 1 - Thermal Analysis. Revista Soldagem & Inspección, vol 11, No 1, Ene/Mar. 2006.

GOLDAK, J., CHAKRAVARTI, A. & BIBBY, M. A new finite element model for welding heat sources. MTB vol 15, pág 299–305,1984.

GUERRA, Thiago. Modelagem do ciclo térmico do proceso GMAW em acos inoxidáveis dúplex pelo método de elementos finitos. Tesis (Doctorado en Ingeniería de materiales y de procesos químicos y metalúrgicos). Programa de postgrado en Ingeniería de materiales y de procesos químicos y metalúrgicos. Pontificia Universidade Católica, Rio de Janeiro, Brasil.2017.