Consideraciones para modelar la transferencia de calor y flujo de gas en la soldadura con electrodo no consumible y gas inerte

Abstract

El objetivo del presente trabajo consistió en definir los aspectos esenciales para modelar la transferencia de calor y del flujo de gas, mediante el software COMSOL 5.0, aplicado a la soldadura con electrodo no consumible y gas inerte, mediante la especificación de los rasgos característicos del proceso de soldadura y los parámetros para su modelación. Son descritos los modelos matemáticos de transferencia de calor, masa y carga eléctrica en los procesos de soldadura por arco eléctrico con protección gaseosa y alimentación continua del alambre (GMAW), con electrodo no consumible de tungsteno (GTAW) y con soldadura fría (CMT), a través de los softwares ANSYS CFX, FLUENT 12.0 y COMSOL. Se profundizó en las consideraciones necesarias para la implementación del proceso GTAW, a través del software COMSOL 5.0, la descripción de las particularidades del proceso de soldadura y de las ecuaciones necesarias destinadas a su modelación. Como resultado del trabajo se diseñó en SolidWork® 2012 una pistola para el proceso de soldadura con electrodo no consumible y gas inerte y se modeló, con el software COMSOL 5.0, del calor transferido por el arco eléctrico de soldadura y el desplazamiento del flujo de gas de protección durante el proceso de soldadura con electrodo de tungsteno y gas de protección, sin aporte de metal. Palabras claves: modelado soldadura, arco de soldadura, transferencia de masa, transferencia eléctrica.This work presents a summary of recent research devolvement in the field of heat, mass and electrical charge transfer model of electric arc welding. First, explorer latest works carried out about finite elements methods to modeling the welding arc. The mathematical models of heat, mass and electric charge transfer in gas metal (GMAW), tungsten arc welding (GTAW) and cold metal transfer (CMT) process and some considerations for GTAW process implementation through ANSYS CFX, FLUENT 12.0 and COMSOL software. Key words: welding modeling, welding arc, electric transfer, mass transfer.