Análise da zona afetada pelo calor em soldagem dupla camada utilizando o método dos elementos finitos

Abstract

A técnica de soldagem dupla camada utiliza método controlado de deposição, onde a relação entre os aportes térmicos da segunda para a primeira camada de solda (E2/E1) deve ser criteriosamente definida para promover o refino dos grãos da Zona Afetada pelo Calor (ZAC). Entretanto, a parametrização de processos de soldagem para a realização desta técnica tem sido de modo experimental, requerendo diversos ensaios, corpos de prova e consumíveis, demandando tempo e elevado custo. Uma possível solução para tal problemática é a análise computacional aplicada à soldagem, tornando o estudo desta de grande relevância. Este trabalho objetiva o estudo inicial do comportamento da ZAC em soldagem dupla camada utilizando o Método de Elementos Finitos (MEF). Experimentos práticos foram realizados para comparar e validar o modelo numérico. Dessa maneira, seis corpos de prova foram fabricados, três com camada simples e três com dupla camada. Foram utilizadas três energias de soldagem diferentes para os primeiros passes (0.571, 0.428 e 0.342 kJ/mm) e o dobro de tais energias para o segundo passe (taxa de energia de 1:2). Comparou-se as macrografias dos resultados experimentais e numéricos, tanto para a camada simples quanto para a dupla camada, bem como realizou-se a medição das dimensões da ZAC ao longo da seção transversal dos corpos de prova. Dessa maneira, notou-se que a taxa de energia de 1:2 é suficiente para atingir a zona de grãos grosseiros da primeira camada. Ainda, os resultados macrográficos e as medições das ZAC apresentaram ótima convergência entre as análises experimental e numérica, validando o modelo proposto. Palavras-chave: Distribuição de calor em soldagem. Simulação em soldagem. Sobreposição dos ciclos térmicos.