Resumo
Um dos fenômenos mais frequentes no processo de soldagem MIG/MAG convencional (fonte de energia tipo tensão constante) relaciona-se com a variação da corrente em função do aumento da extensão sólida de arame-eletrodo (stick out). Tal fato torna-se relevante diante de procedimentos de soldagem semi-automatizados, situação na qual o operador é responsável por conduzir a tocha. Inevitavelmente, a Distância Bico de Contato-Peça (DBCP), e por consequência o comprimento de stick out, oscilam devido a dificuldades encontradas como geometrias complexas e soldagem fora de posição. As características do processo se alteram e podem levar a mudanças significativas no cordão de solda. O presente trabalho investiga efeitos como a queda de corrente, a modificação das parcelas de contribuição para a fusão do arame-eletrodo, seu perfil de temperatura, a diferença de potencial, o aumento de resistência elétrica, e por fim, a geometria do cordão. Os resultados apontaram uma relação linear para a queda de corrente na faixa correspondente à de maior utilização de stick out, apesar da curva não poder ser aproximada de uma reta para outros domínios. Também foi constatado matematicamente um maior grau de pré-aquecimento no arame-eletrodo. A equação diferencial do balanço energético foi resolvida considerando-se a variação das propriedades físicas, e sua solução forneceu o perfil de temperatura referente a cada condição. Tanto a diferença de potencial no arame-eletrodo quanto sua resistência elétrica foram quantificadas e apresentaram tendência linear. Os cordões relativos aos ensaios indicaram uma redução significativa na penetração, fato que evidencia a importância deste estudo para a prevenção de possíveis defeitos.
Palavras Chave: GMAW; Soldagem semi-automática; Queda de corrente; Modelagem matemática.
Abstract
In conventional MIG/MAG welding process (voltage power source), one of the most frequent issues is related to current variation due to solid wire electrode extension (stick out) increase. This fact becomes relevant in semi-automatic welding procedures, where the welding operator is responsible for holding the torch. Inevitably, the Contact Tube-to-Workpiece Distance (CTWD), and as a result, the stick out length, oscillate due to difficulties, such as complex geometry and out-of-position welding. The process characteristics alter, and therefore can lead to significant changes in the welding bead. The present work investigates the effects such as current drop, change on the power distribution for electrode fusion, its temperature profile, the voltage drop, the electrical resistance increase, and finally, the bead geometry. The results pointed a linear relation for the current drop in the most usual stick out band, although the curve can not be approximated to a straight line on other domains. The mathematical model showed a greater degree of pre-heating. The energy balance differential equation was solved considering the variation of physical properties, and its solution provided the temperature profile in each condition. The voltage drop in the electrode, as well as the electrical resistance were quantified and presented a linear trend. The beads resulted from experiments indicated a reduction on penetration, which highlights the importance of this study for the prevention of possible defects.
Key-Words: GMAW; Semi-automatic welding; Current drop; Mathematical modelling.
Referência:
PAES, L. E. S. ; BARBOSA, R. C. ; SARTORI, F. ; DUTRA, J. C. ; SILVA, R. H. G. E. . Avaliação dos Efeitos Decorrentes do Aumento da Extensão Sólida de Arame-Eletrodo (Stick Out) - Processo MIG/MAG Convencional com Transferência por Vôo Livre. XLI CONSOLDA - Congresso Nacional de Soldagem, Outubro, 2015, Salvador, BA, Brasil.