Resumo
O objetivo do presente trabalho é propor um modelo global para descrever o fluxo de calor em soldagem a arco, visando o entendimento dos fenômenos relacionados com o fluxo de calor. A tentativa é suprir uma lacuna do conhecimento gerado entre a aplicação de modelos analíticos simplificados (não totalmente realistas) e de modelos numéricos (que mascaram a visão física dos fenômenos
Palavras-chave: Calor imposto, fluxo de calor em soldagem, modelos.
Abstract:. The objective of the present paper is to propose a global model for describing heat flow in arc welding, aiming the understanding of the phenomena involved. The attempt is to fill out a gap of knowledge which has been generated between the application of simplified analytical models (not totally realistic) and numerical models (that disguises the physics of the phenomena). Initially, a physic-oriented description of the reasons for welding arc voltage drop is presented. This description is based on the heat generation and its losses to maintain the balance between deionization and reionization, in contrast to the approach that the arc is comparable to an electrical resistor. Following, a descriptive model of the thermal subsistence of the arc is proposed to describe the heat transference from the arc to the plate. Then, a second descriptive model is proposed to explain how the heat enters, diffuses and leaves the workpiece during welding. Sequentially, it is discussed how the application of these two models in a global way allows to understand that not all the heat flow from the arc to the plate will affect the cooling rate of the heated parts. A proposal for applying the term Effective Heat Input to mean the heat parameter which is important to be determined in welding is put forward.
Key-words: Heat input, heat flow in welding, models
IntroduçãoPara quantificar ou qualificar os efeitos térmicos na soldagem a arco, encontram-se na literatura dois termos frequentemente usados. O primeiro é o calor imposto (correlacionado com o rendimento térmico) e o segundo, menos utilizado, é o calor de fusão, ou suas derivações, como calor efetivo de fusão (correlacionado com o rendimento de fusão). A norma da Sociedade Americana de Soldagem [1] define o calor imposto como a energia entregue para a peça. Este termo é muito aplicado, até em normas [2], para correlacionar os parâmetros de soldagem (energia de soldagem) com as alterações metalúrgicas e respectivas propriedades mecânicas decorrentes. O calor de fusão, por outro lado, é relacionado como a parcela do calor imposto na chapa que é efetivamente utilizado para fundir o material [3] (por isto algumas vezes relacionado como calor efetivo de fusão [4]), sendo de extrema importância do ponto de vista da capacidade de produção de um dado processo, pois é correlacionado com a eficiência do calor para formar um cordão de solda.Entretanto, muitas vezes esses termos são usados de formas muito simplistas na literatura (apenas tomando como base suas definições e não o significado físico dos mesmos), impedindo que os te...