Uma abordagem simplificada de dois modelos para cálculo de FSSW

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo obter uma ferramenta computacional para estimar os principais parâmetros do processo FSSW para a indústria de construção naval, utilizando uma abordagem em dois estágios, usando os Métodos de Volumes finitos e Elementos Finitos em domínios com simetria de revolução. Soldas experimentais foram realizadas em duas placas de liga de alumínio AA6082 com 3mm de espessura. Da comparação entre os resultados numéricos e experimentais, as temperaturas máximas de 423°C estiveram próximas às reportadas pela literatura. Porém, as medidas experimentais foram afetadas pela posição dos termopares embutidos no suporte de aço, medindo valores máximos inferiores, de 302°C. Os campos de velocidades circunferenciais e suas zonas de altos gradientes foram coincidentes com a zona de mistura revelada no ataque metalográfico. A técnica, não obstante, foi bem sucedida apesar das simplificações adotadas.

The main goal of the present work is to obtain a computational tool for the shipbuilding industry to estimate the main parameters of the FSSW process, by means of a two phase approach using the Finite Volume Method and the Finite Element Method on a two dimensional domain with symmetry of revolution. Experimental weldments were done on two 3mm thick overlapping plates of AA6082 Aluminum alloy. Upon comparison between numerical and experimental results, the contact conditions were well chosen and the maximum temperatures of 423°C were close to those reported in literature. Nevertheless, the experimental measurements were affected by the position of the thermocouples, into the backing steel plate, resulting in lower maxima of 302°C. Circumferential velocity fields and their high gradients zones were coincident with the mixing zone, revealed in the metallurgical attack. The technique was considered successful despite its simplifications.