Orientadores: Prof. Carlos Alberto Schneider, Dr. Ing.; Paul Drews, Dr. Ing.
UFSC, DAAD, CNPq, CAPES, FINEP, CENPES/PETROBRAS e EMC
RESUMO
O estudo do processo MIG/MAG para a determinação, a seleção e a qualificação de procedimentos de soldagem é realizado de maneira ainda muito empírica em virtude da existência restrita de sistemas computadorizados dedicados e de metodologias adequadas de ensaio. Estes recursos são fundamentais para a aplicação nesse processo, devido ao número muito grande,de variáveis e parâmetros envolvidos. Por essa razão, foi realizado o presente trabalho, que inclui o desenvolvimento de um sistema de aquisição e análise de dados, comando e controle de variáveis de soldagem com base nos modernos recursos da eletrônica e da informática. Devido a sua flexibilidade de programação, o sistema pode executar todas as funções citadas, isoladamente ou simultaneamente, em quatro modulações utilizadas para o controle do processo MIG/MAG. Para que isto fosse possível, uma fonte de energia transistorizada foi adaptada, recebendo alguns circuitos adicionais.
Outras adaptações foram feitas para que um mesmo alimentador de arame possa atender a qualquer fonte de energia que vier a ser acoplada ao sistema, podendo comandar a velocidade do arame-eletrodo pelo princípio do controle interno ou do controle externo.
O gerenciamento do sistema é feito através de um microcomputador PC interligado com uma interface modular de aquisição e controle, que pode também se constituir no segundo microcomputador do sistema, pois possui seu próprio microprocessador e memória RAM para o carregamento de programas em linguagem de máquina, através do PC. A troca de informaçSes entre os dois microcomputadores é feita através de uma tabela criada em memória RAM, onde cada um deles pode escrever e acessar dados.
Especial atenção foi dada aos medidores de grandezas elétricas, onde foram utilizados sensores de efeito Hall , conseguindo-se uma excelente performance de mediçSo, tanto estática, quanto dinâmica. A conversão de todos os sinais das grandezas é feita em 1 2 bit, oferecendo com isto erros bastante pequenos, e, para a obtenção de eventos rápidos, a conversão é feita em 8 bit, em canal dnico (corrente ou tensão instantânea) ou multiplexada para 2 canais (corrente e tensão instantâneas).
Este sistema de soldagem se constitui assim em um laboratório de pesquisa, que é ampliado a medida que algoritmos, na forma de programas, forem sendo incorporados ao banco de métodos. Dentro do escopo do presente trabalho, quatro metodologias foram desenvolvidas e ensaiadas. A primeira delas se refere ao estudo do processo MIG/MAG com transferência por curto-circuito. Através da aquisição de valores instantâneos de corrente e tensão, que torna possível a construção dos oscilogramas dessas grandezas, elaboram-se histogramas com base na análise algorítmizada. Estes histogramas representam o comportamento dos oscilogramas através de três parâmetros: valor de pico da corrente, tempo entre transferências e tempo de curto-circuito. Foi constatado que o desvio padrão destas grandezas representa um bom indicativo da estabilidade do processo e, por conseguinte pode ser usado na qualificação de consumíveis, de fontes de energia e para a qualificação de procedimentos adequados de soldagem.
A segunda metodologia desenvolvida tem por finalidade a determinação de funções de relacionamento entre as principais variáveis de soldagem em modulação tensão e em modulação corrente. A versatilidade desta metodologia permite, com um esforço muito pequeno do operador, fazer levantamentos extremamente rápidos em todo o campo de soldagem possível para um determinado eletrodo e gás de proteção.
A terceira metodologia visa a determinação do variáveis adequadas para o controle da soldagem em corrente pulsada. Esta metodologia é dividida em duas partes; a primeira comanda soldagens com corrente constante na faixa da transferência metálica na forma de projétil (spray), faz a aquisição de dados de tensão instantânea e determina, a partir deles, a primeira aproximação das variáveis de pulso. A segunda parte desta metodologia, testa estas ültimas com a utilização de um algoritmo computacional combinado com o comando da velocidade do arame-eletrodo pelo circuito de controle externo, localizado no cabeçote de soldagem. Esta metodologia revelou-se adequada aos objetivos propostos.
A quarta metodologia se refere ao controle do processo MIG/MAG em tempo real, especificamente em corrente pulsada. Quatro algoritmos, utilizando princípios diferentes, foram desenvolvidos para minimizar o nümero de variáveis a serem selecionadas pelo operador. Todos os princípios testados, revelaram uma boa atuação no controle das variáveis. Entretanto, são aindà necessários testes adicionais para que se possa decidir, de forma genérica ou para casos particulares, qual o princípio mais adequado.
REFERÊNCIA:
DUTRA, J. C.. Procedimento Computadorizado de Determinação, Seleção e Controle de Variáveis na Soldagem MIG/MAG. 1989. 151 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1989.