Simulação numerica de tratamento superficial por refusão a laser : interação radiação laser-materia e solidificação

• Main Author: Cheung, Noé, 1974-
• Other Authors: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: [s.n.] 2003
• Subjects: Modelos matemáticos; Métodos de simulação; Fusão a laser; Metais - Processos de solidificação rapida
• Online Access: CHEUNG, Noé. Simulação numerica de tratamento superficial por refusão a laser: interação radiação laser-materia e solidificação. 2003. 206p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/264668>. Acesso em: 3 ago. 2018.; http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/264668

Orientador: Amauri Garcia === Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica === Made available in DSpace on 2018-08-03T17:11:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cheung_Noe_D.pdf: 9027104 bytes, checksum: f402c4572f30f7164f20bf2af1ed439a (MD5) Previous issue date: 2003 === Resumo: Neste trabalho, é desenvolvido um modelo numérico bidimensional em coordenadas cilíndricas baseado na técnica de diferenças finitas, que permite o mapeamento térmico durante o aquecimento, fusão, solidificação e resmamento ao longo do processo de tratamento superficial a laser. O respectivo modelo é aferido com resultados experimentais e de outros modelos constantes na literatura para os casos de têmpera e refusão superficial a laser. Ensaios experimentais em amostras de aço AIS! 1045 e Al-15%Cu foram realizados no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, utilizandoum laser de C02 CW com potência máxima disponível de I kW. Para efeito comparativo, as trilhas foram feitas variando-se valores de velocidade para um mesmo valor de potência estabelecidos para cada tipo de tratamento. Para as amostras do aço AIS! 1045, os ensaios visaram o estudo do processo de têmpera superficial a laser assim como da resolidificação. Amostras de Al-15%Cu foram submetidas ao tratamento de refusão a laser relação ao aço. Analisou-se as microestruturas resultantes dos tratamentos a laser através de microscopia óptica e eletrônica de varredura, sendo observadas microestruturas refinadas na área tratada a laser refletindo no aumento significativo da dureza confirmado pelos ensaios de microdureza Vickers. Realizou-se a interação entre uma base de conhecimento e o modelo matemático de têmpera superficial a laser através de uma busca heurística de Inteligência Artificial para sugestão de parâmetros operacionais otimizados para a obtenção da máxima profimdidade de martensita a partir da superficie === Abstract: In this work, a two dimensional numerical modei in cylindrical coordinates based on the finite difference technique is developed pennitting the description of the thermal field evolution during heating, fusion, solidification and cooling along the laser surface treatment processo The model predictions are compared to experimental results as well as to those fumished by other models found in literature for the surface quenching and remelting process by laser. AISI 1045 steel and Al-15%wtCu samples were used for the surface treatment by using a 1000W C02 CW laser of the Laboratório Nacional de Luz Síncrotron. For a comparative effect, the laser tracks were performed with different velocities for a fixed value of power established for each treatment type. AISI 1045 steel samples were used for studying the surface quenching and remelting process by laser and the Al-15%wtCu samples were submitted to the laser surface remelting treatment in order to simulate the process with a material of higher therma1 diffusivity than the steel. The microstructures resulting from the laser treatment are analyzed by using optical and electron scanning microscope and a very refined microstructure is observed which reflects significant hardness increase confirmed by the Vickers microhardness tests. An interaction between a knowledge base and the mathematical model is carried out by using a heuristic search of Artificial Intelligence in order to optimize operational parameters which permit to attain the highest martensite depth from the surface === Doutorado === Materiais e Processos de Fabricação === Doutor em Engenharia Mecânica