O Instituto de Tecnologia de Metais e Engenharia (TIME), localizado em Wissen, Alemanha, desenvolveu um projeto de pesquisa denominado "SindE", que incluiu o aquecimento indutivo no escopo das suas pesquisas sobre simulação de processos de soldagem.

 

O projeto, financiado com recursos de instituições públicas de fomento, envolveu o uso de simulações eletromagnéticas e testes de validação no desenvolvimento de uma fonte de calor com a qual as simulações pudessem ser realizadas mais rapidamente.

 

De acordo com comunicado de imprensa da instituição, os aços modernos geralmente precisam ser pré-aquecidos para garantir sua soldabilidade. Por outro lado, muitos componentes soldados precisam ser tratados termicamente e endireitados após a soldagem. O aquecimento de componentes soldados por indução é considerado uma alternativa adequada a outros métodos, tendo em vista que pode ser executado de forma rápida e localizada na peça de trabalho, além de evitar o uso de chama, o que representa menor risco para os operadores.

 

Simulações eletromagnéticas e térmicas são usadas para avaliar o efeito do calor indutivo e aumentar a compreensão do processo de soldagem. As interações dos campos elétrico e magnético são decisivas para a formação das densidades de potência e das temperaturas resultantes na peça de trabalho. Com a ajuda de fontes de calor equivalentes, em combinação com testes de validação e simulações de materiais, os especialistas da TIME conseguiram acelerar significativamente o trabalho de cálculo em comparação com simulações acopladas.

 

Essas simulações, por sua vez, permitem às empresas de tecnologia de soldagem reduzir o custo dos testes, usar menos material e atingir seus objetivos mais rapidamente.

 

Economizando recursos com a digitalização da produção

 

Como parte do projeto SindE (sigla que significa “simulação de aquecimento indutivo”), foram realizados dois testes de aquecimento com um aquecedor por indução fornecido pela empresa Technolit e um grande número de simulações. Estas incluíram testes de materiais com o software "JMatPro General Steels" para determinar as propriedades do material em relação à temperatura e simulações acopladas eletromagneticamente para o cálculo aproximado de densidades de potência, campos de temperatura e fluxos de calor.

 

A avaliação dos cálculos eletromagnéticos mostrou formas características dependentes da direção da densidade de potência na peça. Assumindo que a densidade de potência diminui com o aumento da temperatura no componente, a TIME modelou a entrada de calor em função das variáveis eletromagnéticas e da temperatura. Com o uso de fontes de calor equivalentes, foi possível reduzir drasticamente o esforço de cálculo para levar em conta outras variáveis, tais como a geometria do indutor ou o material do amplificador de campo magnético.

 

Fonte de calor equivalente

 

Como resultado das perdas indutivas e das perdas por correntes parasitas, ocorrem altas taxas de aquecimento nas superfícies circundantes da peça. Portanto, ao simular o aquecimento indutivo, a influência de campos elétricos e magnéticos sobre a mudança de temperatura não deve ser desprezada. Com a ajuda de fontes de calor equivalentes, que levam em consideração as propriedades eletromagnéticas do material, o processo de aquecimento pode ser planejado no departamento de desenvolvimento com a simulação baseada na análise de elementos finitos (FEM) e as temperaturas resultantes podem ser previstas com precisão.

 

"Ao usar técnicas de simulação, podemos ilustrar as relações físicas do aquecimento por indução e simular a prática", explicou o gerente de projeto da TIME, Tobias Girresser. “Elas são o alicerce para uma melhor automação dos processos de soldagem e redução das emissões de CO2.” Uma razão pela qual o projeto está sendo financiado pelo EFRE, programa alemão de inovação no setor de energia.

 

Foto: TIME/SindE

 

Conteúdo relacionado:

Empresa aposta na locação de súlulas robotizadas para soldagem

 

Equipamentos e serviços com foco na soldagem automatizada

 

#soldagem

#simulaçãodasoldagem

Em alta Soldagem

---