Dissertação

{pt_PT=Thermally induced reduction of the load (TIRL) during electron beam welding of CuCr1Zr} {} EVALUATED

{pt=A soldadura por feixe de eletrões é um processo de soldadura altamente eficiente e preciso que está a ser cada vez mais usado no fabrico industrial e é de notar a sua importância crescente na indústria nomeadamente devido à sua grande penetração, pureza metalúrgica da solda, baixa entrega térmica, pequena zona termicamente afetada (HAZ) e baixa susceptibilidade a deformação. Neste estudo, fissuração a quente por soldadura de feixe de eletrões (EBW) de uma geometria cilíndrica de CuCr1Zr foi investigada. Para analisar e evitar a ocorrência de fissuras a quente, um modelo numérico termo-mecanicamente acoplado foi construído usando o método de elementos finitos (FEM). Uma fonte de calor adicional foi considerada por forma a influenciar o estado de tensão residual resultante, nomeadamente para minimizar as tensões de tração na zona de fusão durante a solidificação pela introdução de tensões de compressão. Assim, uma fiscalização sistemática de parâmetros relevantes, como a densidade de potência e a posição entre as duas fontes de calor foi realizada individualmente usando o método de análise de sensibilidade one factor at a time (OFAT), onde apenas um parâmetro é variado deixando os restantes constantes. A influência conjunta dos parâmetros do processo foi avaliada usando ferramentas estatísticas tais como: Design of Experiments (DoE) no Minitab 19 e o algoritmo de aprendizagem supervisionada Support Vector Machine (SVM). Foi descoberto que, para uma configuração de parâmetros específica, a fissuração a quente pode ser evitada., en=Electron Beam Welding (EBW) is a highly efficient and precise welding method that is being increasingly used in industrial manufacturing and is of growing importance in industry namely due to a greater penetration depth, metallurgical purity of the weld, low heat input, small Heat Affect Zone (HAZ) and low susceptibility to deformation. In the present study, solidification cracking in EBW of a CuCr1Zr cylindrical geometry was investigated. To analyze and avert occurrence of hot cracking, a thermomechanically coupled numerical model was built using a Finite Element Method (FEM). An additional heat source was considered in order to influence the resulting residual stress state, namely to minimize tensile stresses in the fusion zone during solidification by introducing compressive stresses. Hence, a systematic examination of relevant parameters, such as the power density and the position between both heat sources was performed individually using the sensitivity analysis method One Factor at a Time (OFAT), where only one parameter varied leaving the remaining constant. The combined influence of process parameters was assessed using the statistical tools such as: Design of Experiments (DoE) in Minitab 19 and the supervised learning algorithm Support Vector Machine (SVM). It was found that for a specific parameter configuration, solidification cracking most likely can be avoided.}
{pt=Soldadura por feixe de eletrões, Fissuração a quente, CuCr1Zr, Método de elementos finitos, Design of experiments, Fonte de calor secundária, en=Electron beam welding, Hot cracking, CuCr1Zr, Finite element method, Design of experiments, Secondary heat source}

outubro 8, 2021, 13:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Inês da Fonseca Pestana Ascenso Pires

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Susana Margarida da Silva Vieira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado