Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A more detailed and accurate study of the thermal phenomena involved in arc
welding processes is of great importance for both simulation developers of
metallurgical transformations and residual stresses generation and users in
general, whom need to understand this phenomenology to take decisions. In
terms of thermal phenomena, heat input and its derivatives (such as thermal
efficiency and fusion efficiency are the most representative parameters in
welding engineering. However, scientific and technical literatures are very
divergent on heat input values. In addition, they do not discuss the actual heat
flow inside the plate. Initial tests demonstrated that these inconsistencies are
due to systematic and random errors that occur during heat input
measurements. Thus, the major purpose of this work was to develop a
methodological approach to determine the heat input due to a welding process,
which would be more representative of the heat that actually diffuses inside the
workpiece and free of the assessment method and parameter influence. Thus,
this actual heat input could be generally used in calculations that require this
welding parameter. As methodological base, a descriptive model of heat flow in
the welding region was developed. Then, a methodology to determine a heat
input value free of measurement errors (here called as net heat input) was
proposed and applied to cryogenic calorimetry. This procedure was validated
using several welding conditions. The results demonstrated the proper
functioning of the proposed methodology, regardless the welding process and
its variables. It is expected that, with the application of the net heat input values,
the calculations and simulations involved in welding engineering turn into more
robust, since the use of such imprecise parameter as thermal efficiency is
dispensed. / O conhecimento mais detalhado e preciso dos fenômenos térmicos envolvidos
no processo de soldagem é de grande importância, tanto para os que
desenvolvem simulações de transformações metalúrgicas e geração de
tensões térmicas, como para os usuários de forma geral, que precisam
entender essa fenomenologia para tomar decisões. Em termos de fenômenos
térmicos, os parâmetros mais representativos na engenharia de soldagem são
o calor imposto e seus derivados (tais como rendimento térmico e rendimento
de fusão). No entanto, as literaturas científica e técnica são muito divergentes
quanto aos valores de calor imposto. Também não discutem o real fluxo de
calor dentro da chapa. Testes iniciais demonstraram que estas inconsistências
existem devido aos erros sistemáticos e aleatórios que ocorrem durante as
medições do calor imposto. Assim, o objetivo maior deste trabalho foi
desenvolver uma abordagem metodológica para determinação do calor imposto
por um processo de soldagem, que seja mais representativo do calor que
realmente difunde pela peça e isento da influência dos métodos e parâmetros
de ensaio, de tal forma que possa ser usado genericamente em cálculos de
soldagem que necessitem deste parâmetro. Para este fim, como base
metodológica, foi desenvolvido um modelo descritivo de fluxo de calor na
região de soldagem. Em seguida, foi proposta uma metodologia para
determinação de um calor imposto isento dos erros de medição (chamado aqui
de calor imposto líquido) aplicado à calorimetria criogênica. Esse procedimento
foi validado para várias condições de soldagem. Os resultados obtidos
demonstraram um adequado funcionamento da metodologia proposta,
independentemente do processo de soldagem e suas variáveis. Espera-se que,
com a aplicação do calor imposto líquido, os cálculos e simulações envolvidos
na engenharia de soldagem sejam mais robustos, uma vez que se dispensa o
uso de um parâmetro impreciso, como o rendimento térmico. / Doutor em Engenharia Mecânica
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/14758 |
| Date | 05 August 2014 |
| Creators | Liskevych, Olga |
| Contributors | Scotti, Américo, Reis, Ruham Pablo, Carvalho, Solidônio Rodrigues de, Modenesi, Paulo José, Alcântara, Nelson Guedes de |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, UFU, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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