The aim of this work is to predict the temperature field generated by welding a steel butt joint (API 5L X80). The prediction was modeled by finite element software Abaqus where the subroutine was developed in Fortran so that heat source motion may be included. The motion was based on the Goldak's double ellipsoid. In the model material nonlinearities were included such as thermophysical properties (coefficient of thermal expansion, specific heat, thermal diffusivity and thermal conductivity), which are dependent on temperature and latent heat, heat exchange by convection and radiation and mechanical boundary conditions. The thermal field predicted by the model was validated by infrared thermography. GMAW simulations with the use of an "evenmatched" solid wire (filler metal) carried out the welding process. The results obtained from the numerical model and thermography were in good agreement.
INTRODUÇÃOA necessidade permanente do aumento quantitativo no consumo de petróleo e seus derivados têm motivado, entre outros, o estudo e desenvolvimento de materiais para utilização em transporte dutoviário que possam apresentar
ResumoO principal processo para unir peças metálicas e não metálicas na indústria é a soldagem. Esse processo industrial surgiu no final do século XVIII com a soldagem por arco elétrico, utilizando um eletrodo de grafite e posteriormente foi substituído por um arame metálico. Hoje o arco elétrico é o processo de soldagem mais popular nas industrias, ele é utilizado tanto para unir quanto para recuperar e cortar peças, essa popularidade é dada devido a facilidade no controle, baixo custo e boa concentração de energia para a fusão localizada. Apesar, de ser um processo simples, a soldagem envolve uma série de equações complexas. Por exemplo, determinar a tensão normal em uma peça sem nenhum concentrador de tensão (sem furos, solda, entre outros...) é relativamente fácil, mas quando essa peça conta com alguma descontinuidade geométricas há um fator de concentrador de tensão que precisa ser considerado no cálculo, tornando bem mais complexo obter essa tensão. As tensões em uma junta soldada pode ser determinada analiticamente ou numericamente via elementos finitos. Sendo assim, um dos objetivos desse trabalha foi a criar o programa computacional SCFW SOFTWARE, desenvolvido no âmbito desta pesquisa, para facilitar o cálculo dessas tensões analiticamente. A resolução das equações é realizada através de um programa criado na linguagem Matrix Laboratory (MATLAB), um software interativo de alta performance voltado para computação matemática e cálculo numérico. O software consiste em uma interface gráfica com 4 (quatro) equações: fator de concentrador de tensão (em junta de topo e em ângulo), tensão normal e força máxima suportada numa junta de topo soldada considerando o fator de concentrador de tensão.
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