Modelado numérico del proceso de soldadura por fricción agitación en aceros inoxidables

Abstract

En el presente trabajo se modela el proceso de Soldadura por Fricción-Agitación (SFA) en aceros inoxidables mediante la utilización de un programa de elementos finitos de propósito general, reproduciendo el mapa térmico y la distribución del flujo del material. En el proceso de SFA el equipo de soldadura consta de una herramienta que gira y se desplaza sobre la unión de dos chapas restringidas. La unión se produce por el calentamiento por fricción inducido por la herramienta, que promueve un comportamiento pastoso/viscoso del material y su correspondiente flujo entre las chapas a unir. Este trabajo simula el proceso para una unión de aceros inoxidables austeníticos considerando acoplamiento termomecánico. Para la resolución del problema mecánico se utiliza un modelo viscoplástico con una ley constitutiva representativa de estos aceros en el rango de las temperaturas del proceso. Por otro lado, el problema térmico se modela teniendo en cuenta los fenómenos advectivos debidos al movimiento de la herramienta. En esta primera etapa, los resultados obtenidos han sido contrastados con datos reportados en la bibliografía, obteniéndose una buena correlación entre los mismos.