Orientador: Prof. Dr. Régis Henrique Gonçalves e Silva
Coorientador: Prof. Dr. Mateus Barancelli Schwedersky
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RESUMO
A automatização no sentido de aumentar a produtividade dos processos de soldagem tem-se tornado cada vez mais uma necessidade. Cumprimento de prazos, garantia da qualidade final e repetibilidade operacional são alguns dos aspectos envolvidos. No Brasil, esta vertente voltada para a automatização ainda está longe de alcançar os níveis ideais. A indústria nacional caracteriza-se por altos níveis de operação manual, a qual decorre em baixa produtividade. Por isso, a partir deste cenário têm-se buscado o estudo de novas tecnologias que possam ser aplicadas na indústria, que visem o aumento da produtividade, mantendo-se a qualidade final. No contexto da soldagem automatizada, tem-se que a alta produtividade se trata de um termo associado ao processo MIG/MAG devido à alta taxa de fusão. Discordante a este último, o processo TIG é associado a característica de baixa produtividade, no entanto as características geométricas e metalúrgicas dos cordões obtidos é um diferencial. Em vista disso, o presente trabalho tem como objetivo geral a avaliação de um novo conceito de tocha que visa o aumento da produtividade do processo TIG, a partir da alimentação de arame tangencialmente ao eletrodo. Essencialmente este trabalho buscou caracterizar os aspectos relacionados a operacionalização multidirecional, verificar a independência da posição de inserção do arame, e a taxa de fusão. Além disso, se aborda uma simulação de aplicação de preenchimento de chanfro em corpo de prova real com vistas de aplicação em indústria de Petróleo e Gás. Para a etapa de caracterização foram realizados ensaios com processo de alimentação tangencial adotando recursos com filmagem de alta velocidade e filmagem térmica, posteriormente estabeleceu-se comparativos com resultados já apresentados na literatura a respeito do processo TIG em sua modalidade convencional. Ao fim desta etapa, o processo com alimentação tangencial foi submetido a simulação de aplicação industrial em potencial corpo de prova. Em prosseguimento, foram realizados os ensaios para verificação da taxa de fusão em diferentes níveis de corrente de soldagem, mantendo-se fixos velocidade de soldagem (Vs), distância eletrodo-peça (DEP) e distância eletrodoarame (DEA). Ao mesmo procedimento foi submetido o processo TIG em sua modalidade convencional sob dois ângulos diferenciados (45º e 65º) seguido por testes com o processo MIG/MAG executados na modalidade de transferência por curto circuito de modo a estabelecer posterior comparativo entre processos. Este comparativo entre processos baseou-se na corrente média e potência média dos processos. Como resultado, verificou-se que é possível aplicar o processo TIG com alimentação tangencial em operações multidirecionais. No entanto, notou-se que em situações em que ocorre a sobreposição de cordões há uma tendência de formação de irregularidade quando o arame é inserido lateralmente. Sob o ponto de vista da taxa de fusão, mostrou-se significativamente superior em relação ao processo TIG na modalidade convencional, e no comparativo ao processo MIG/MAG sob o aspecto da potência média apresentou maior capacidade de fusão, e no aspecto da corrente média relevante proximidade entre as curvas de comparação. Estes resultados constatam a significância deste processo frente a aplicações multidirecionais, recurso este inviabilizado no processo TIG em sua modalidade convencional.
Palavras-chave: GTAW; Alimentação Tangencial; Multidirecional; TIG mecanizado; Taxa de Fusão.
ABSTRACT
Currently, in Brazil, automation is far from what have been seen around the world. National industry is characterized as low productivity because of high levels of manual operation. In the context of automated welding, high productivity it is a term related to MIG/MAG process due to it high melting rates. Differently, TIG process is associated with low productivity rates, therefore, starting from this scenario, studies have been made about new technologies to improve TIG process features. The present work as central objective assessed a new welding torch concept which aims to raise TIG productivity rates. The present work, as main objective assessed a new welding torch concept which aims to reach higher productivity rates in terms of wire insert position related to arc (multidirectional), besides, the melting rate of TIG. Experiments with industrial (oil and gas) approach was also studied. The methodology was divided in two phases: firstly, the characterization approach followed by TIG melting rate. The characterization experiments focused on the different positions of wire insert followed
by a comparison with literature results. The experiments about industrial application (groove fillment) was also part of this phase. Secondly, the study concerning melting rate in conventional and tangential TIG modes. Besides a comparison with MIG/MAG (short circuit transfer) was also studied. The results verified the feasibility to insert wire in multidirectional positions with tangential TIG process. However, was observed difficulty to overlap weld beads with tendency to generate discontinuities. Concerning melting rate, experiments verified that tangential TIG was 113% higher than conventional. The between process comparison, tangential TIG presented as a competitive version, although more studies need to be made. In conclusion, the experiments verified the versatility of tangential TIG to operate with diferente positions of wire insert and a competitive melting rate with good weld bead quality. In this context, this process has a great potential to raise the TIG process productivity.
Keywords: GTAW; Tangential Feed; Multidirectional; Mechanized TIG; Melting rate.
REFERÊNCIA:
GODINHO, Cassiano. Soldagem TIG Orbital – Avaliação Experimental do Processo de Soldagem TIG Automatizado Alimentado com Reduzidos Ângulos de Inserção de Arame em Relação ao Eletrodo. 2017. 132 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2017.