Fundamental study of thermal stress generation during welding heat cycles. Studies on numerical simulation of temperature, microstructure and thermal stress histories during welding, and their application to welded structures

Study of the gaussian distribution heat source model applied to numerical thermal simulations of TIG welding processes

“…The Finite Element Method (FEM) has been the most common technique for the analysis of welding problems which involve thermal, metallurgical and mechanical phenomena simultaneously. Lindgren (2001) and Dong (2005) have shown that thermal-mechanical decoupled analysis provides accurate results and simplifies the numerical solution. Similarly, other authors, such as Coret and Combescure (2002), Wu et al (2009) andEl-Ahmar (2007) have considered that the influence of the mechanical model on thermal and metallurgical simulations is not significant in the welding process application.…”

Empleo de explosivos en el alivio de tensiones residuales de la zona de influencia térmica de uniones soldadas

“…Cuando la máxima temperatura alcanzada no excede de cierto valor, dicho esfuerzo se ubica en el campo elástico y su valor es igual al múltiplo de la deformación especifica (∆L/Lo) por el modulo de elasticidad del material [2] [3].…”

“…Las zonas afectadas durante la deformación plástica en caliente resultan cortas para ocupar los nuevos espacios alcanzados y aparecen entonces, tensiones térmicas de tensión. Al alcanzarse la temperatura ambiente habrán quedado tensiones térmicas permanentes, cuyo valor es del orden del límite de fluencia del material [1] [2].…”

“…Como bien refiere un gran número de fuentes, entre los cuales Masubuchi y Mochizuki, la soldadura se caracteriza por la particularidad de los fenómenos de transferencia de calor de una fuente móvil, donde las dimensiones de la pieza llevan a variaciones desiguales de volumen por diferencia de gradientes de temperatura y a veces de coeficientes de dilatación lineal que bajo determinadas condiciones de embridamiento, generan mayor o menor grado de tensiones residuales [1] [2].…”

“…Las zonas afectadas durante la deformación plástica en caliente resultan cortas para ocupar los nuevos espacios alcanzados y aparecen entonces, tensiones térmicas de tensión. Al alcanzarse la temperatura ambiente habrán quedado tensiones térmicas permanentes, cuyo valor es del orden del límite de fluencia del material [1] [2].Las tensiones residuales pueden llegar a tener valores elevados no admisibles, por lo que es necesario reducir dichas tensiones, existiendo diferentes métodos que se agrupan en: tratamientos térmicos y tratamientos mecánicos, incluyendo precalentamiento, postcalentamiento, impactos, vibraciones, entre otros [2] [3] [4], que por sus particularidades, para el caso de construcciones o estructuras metálicas de gran porte para tratamientos "in situ" están limitados. Un método de tratamiento mecánico alternativo que funge como fuente de impacto localizado en la Zona de Influencia Térmica de una unión soldada de estructura voluminosa o de difícil acceso es la aplicación de carga explosiva [5] [6] [7] [8] [9].…”