Modelo em elementos finitos para processo de soldagem a laser deliga Ta-2,5W - Vieira, Miguel de Omena Lucas (2025)
Este estudo investigou o comportamento térmico do processo de soldagem a laser de ligas de tântalo com 2,5% de tungstênio, utilizando o método de elementos finitos como ferramenta de simulação no software COMSOL® por meio do multiphysics, com o objetivo principal de compreender a distribuição de calor durante a soldagem e como os parâmetros de processo influenciam a zona termicamente afetada pelo calor. Para tanto, foram revisadas as propriedades mecânicas, térmicas e ópticas do tântalo, além da física da absorção de calor por energia radiante e das equações do calor aplicadas ao processo. As simulações, baseadas em dados experimentais e pesquisa bibliográfica, permitiram analisar a interação do feixe laser com o material na distribuição de calor durante a soldagem, revelando que a distribuição de calor é significativamente afetada pela potência do laser e pela velocidade de avanço, evidenciando como esses parâmetros influenciam a zona termicamente afetada. Nas simulações que utilizaram o modelo com propriedades dependentes da temperatura, foram observadas condições em que os resultados apresentaram erros menores que 20%, e em duas condições específicas, o modelo obteve penetração na mesma profundidade que os experimentos realizados em um trabalho anterior. Notavelmente, ao inserir dados mais precisos em função da temperatura, a zona termicamente afetada pelo calor se aproximou dos valores de penetração do cordão e sua largura obtidos experimentalmente, validando a eficácia do modelo de simulação utilizado e contribuindo para uma melhor compreensão dos processos de soldagem a laser em ligas de tântalo, oferecendo informações relevantes para o desenvolvimento e otimização na área.