Banca de DEFESA: FÁBIO SILVA FARIA

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : FÁBIO SILVA FARIA
DATA : 07/07/2025
HORA: 09:00
LOCAL: meet.google.com/imq-fsay-bax
TÍTULO:

Estimativa da Eficiência Térmica em Soldagem por Descarga Capacitiva Usando Problemas Inversos: Análise Experimental e Numérica dos Efeitos da Medição com Termopares

PALAVRAS-CHAVES:

Transferência de Calor, Problemas Inversos, Técnica da Função Especificada não Linear, Descarga Capacitiva, Termopares, COMSOL, Efeito Joule.

PÁGINAS: 103
RESUMO:

A medição de temperatura é fundamental em diversas aplicações da engenharia, especialmente em processos com altos gradientes térmicos e aquecimento rápido, como na soldagem. Dados precisos de temperatura são essenciais para o controle de qualidade, otimização de processos e garantia de segurança em operações industriais. No entanto, em processos rápidos e de alta energia, como a Soldagem por Descarga Capacitiva (CDW), a medição precisa da temperatura apresenta desafios significativos, principalmente devido à dificuldade de fixar termopares com baixa resistência térmica de contato e alta repetibilidade. Este trabalho apresenta uma análise do processo de fixação de termopares tipo K em superfícies metálicas utilizando um dispositivo de CDW desenvolvido sob medida. O desenvolvimento deste equipamento teve como objetivos superar a escassez de soluções comerciais adequadas, melhorar o contato térmico entre o termopar e a superfície metálica, e reduzir a resistência de contato, que afeta diretamente a precisão da medição de temperatura. Além disso, o projeto permitiu maior controle e compreensão dos parâmetros elétricos envolvidos, os quais foram integrados posteriormente à análise térmica. Métodos experimentais e numéricos foram utilizados ao longo do estudo. Na primeira etapa, uma configuração simplificada com um único fio de cromel foi utilizada para isolar os fenômenos de transferência de calor e validar o modelo térmico com menor incerteza. Essa etapa foi crucial para identificar e mitigar erros típicos de medição com termopares. Na segunda etapa, analisou-se a soldagem completa dos fios do termopar tipo K (cromel e alumel). Um modelo térmico transiente tridimensional com mudança de fase foi desenvolvido no COMSOL Multiphysics. Para estimar o fluxo de calor durante a soldagem, aplicou-se o método não linear da Função Especificada aos dados de temperatura obtidos experimentalmente. O estudo demonstrou que tanto o projeto experimental quanto a robustez do modelo térmico influenciam significativamente na precisão da estimativa do fluxo de calor. Com base na energia térmica estimada e na energia elétrica fornecida pelos capacitores, foi calculada a eficiência térmica do processo em 45\%. Além de permitir a fixação precisa de termopares, o processo de CDW serviu como estudo de caso bem controlado para a análise de técnicas de medição de temperatura e estimativa de fluxo de calor em eventos térmicos ultrarrápidos. Os métodos e resultados desta pesquisa podem ser aplicados para melhorar a caracterização térmica em outros processos de manufatura, como micro-soldagem, manufatura aditiva e testes térmicos rápidos nas indústrias aeroespacial e automotiva.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1512303 - SANDRO METREVELLE MARCONDES DE LIMA E SILVA
Interno - 2307914 - ANTONIO AUGUSTO ARAUJO PINTO DA SILVA
Externo ao Programa - 2498045 - ROGERIO FERNANDES BRITO - UNIFEIExterno à Instituição - HÉLCIO RANGEL BARRETO ORLANDE - UFRJ
Externo à Instituição - Jean-Luc Battaglia - UBordeaux
Externo à Instituição - Philippe Le Masson - UBS