Modelado por Elementos Finitos del Proceso de Soldadura FSSW Considerando la Inserción de la Herramienta

Abstract

En el presente trabajo se presenta un modelo termomecánico de las etapas de plunging y dwelling del proceso de soldadura de punto por fricción-agitación. Las simulaciones están orientadas a obtener detalles de las particularidades del flujo en el entorno de la herramienta en la medida que la misma se va insertando en el material a unir. El proceso es modelado como un flujo viscoplástico termomecánicamente acoplado. En el cálculo del desplazamiento de los nodos de la superficie de material en contacto con la herramienta, se empleó un algoritmo que tiende a minimizar la distorsión de los elementos subsuperficiales. Por otra parte, el desplazamiento de los nodos se computa usando modelos basados en ecuaciones de elasticidad. Se presentan resultados de modelado, contrastando los mismos con resultados numéricos y experimentales existentes. Se encontró en el resultado numérico un ajuste aceptable a lo reportado en literatura.

A thermomechanical model of the plunging and dwelling phases of the FSSW joining process is introduced in the present work. The simulation is aimed to obtain details of the flow in the tool vicinity as it plunges into the welding material. The process is modelled as a thermo-mechanically coupled viscoplastic flow. Special attention was put to the calculus of displacement of the nodes in contact with the tool. An algorithm was developed to minimise the excessive mesh distortion. On the other hand, the displacement of the nodes in the bulk of the material was calculated by means of models based on elasticity equations. Results are provided and comparison was carried out against numerical and experimental data. Numerical results showed good agreement to data reported in literature.