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B. Engenharias - 1. Engenharia - 9. Engenharia Mecânica

ANÁLISE DAS CARACTERÍSTICAS ECONÔMICAS DOS PROCESSOS GMAW E FCAW CONVENCIONAIS EM SOLDAS DEPOSITADAS EM CONDIÇÃO SEMI-AUTOMÁTICA.

Eduardo de Magalhães Braga 1 (edbraga@ufpa.br), Arildomá Peixoto 1, Maria Adrina Paixão de Souza da Silva 1, Fábio Luís Castro Marinho 1, Marcus Paulo C. Teixeira 1 e Pedro Paulo W. Neves 1

(1. Depto. de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Pará - UFPA)

INTRODUÇÃO: Há, atualmente, diversos tipos de soldagem existentes, com vários modos de transferência, tipos de fonte e de eletrodos, cada um com uma característica que o torna mais ou menos viável para a soldagem que se quer realizar, ou seja, de acordo com os fatores que são estabelecidos para a realização da soldagem. O desempenho econômico é um dos fatores de maior relevância quando se quer soldar um material, principalmente quanto à seleção de um consumível. Tal fator possui o objetivo de definir a quantidade de material que está sendo fundido por unidade de tempo e a quantidade de material que realmente está sendo adicionado ao cordão. Existem muitas variáveis capazes de influenciar o desempenho econômico, isto é, processo de soldagem, como tipo de transferência metálica, composição química, parâmetros operacionais, etc. Este trabalho fundamenta-se na análise das características econômicas de processos de características semelhantes, o GMAW e o FCAW convencionais [Quites; 2002], em soldas depositadas em condição semi-automática. Os resultados obtidos nesse estudo serão comparados entre si, concluindo-se ao final, qual dos dois processos rendeu melhores resultados no que diz respeito às características econômicas.

METODOLOGIA: A soldagem de simples deposição e na posição plana fora realizada utilizando dois diferentes tipos de arame eletrodo para os mesmos parâmetros de velocidade de alimentação e corrente. Os cordões foram depositados sobre chapas de aço carbono ASTM 120, mas dimensões 102x62x7,5mm, sendo realizada a solda com os arames ER70S-6 (GMAW) e E81T1 (FCAW), respectivamente, ambos com o diâmetro de 1,2mm. O gás de proteção utilizado foi o CO2 na vazão de 20L/min, sendo a velocidade de alimentação de 5m/min, com erro de 28,4% para menos (erro calculado em função do tempo de soldagem e do comprimento do arame consumido, medido no medidor de vazão de arame). A fonte utilizada fora um de tensão constante e igual a 25V, com indutância de 60% Para os cálculos dos valores das características econômicas, as chapas foram pesadas em duas posições diferentes, antes e depois da soldagem. O tempo de soldagem fora medido, com o auxílio de um cronômetro, tendo o início da contagem na abertura e o fim no fechamento do arco. Os valores das densidades lineares dos arames envolvidos nas experiências foram obtidos experimentalmente através de amostras cortadas no comprimento de 0,04m, pesadas em seguida. Foram efetuadas cinco verificações e o valor médio encontrado após a aplicação de equação [Wainer, Duarte e Mello;1992], bem como efetuados os cálculos para os valores da taxa de fusão (TF), taxa de deposição (TD) e rendimento real (R) [Miller;1995].

RESULTADOS: Efetuados os cálculos, para o valor médio da pesagem das amostras, obteve-se a densidade linear de 8,275 g/m para o consumível ER70S-6 e de 7,1 g/m para o consumível E81T1. Os valores encontrados para as taxas de fusão da soldagem com o eletrodo ER70S-6 (GMAW) foi de 0,488 kg/h e com o eletrodo E81T1 (FCAW) fora de 0,456 kg/h, bem como para a taxa de fusão fora de 1,642 kg/h para o consumível ER70S-6 e 1,388 kg/h para o E81T1, o que aponta maiores taxas para o processo GMAW. O rendimento fora calculado através da razão TD/TF, já encontrados. Os resultados obtidos foram de 89,44% para a soldagem com o eletrodo ER70S-6, processo GMAW e de 92,42% para a soldagem com o consumível E81T1, processo FCAW.

CONCLUSÕES: O processo GMAW apresentou taxas de fusão e deposição moderadamente maiores, o que significa dizer que o processo obteve, neste experimento, maior produtividade. O rendimento real, que representa a quantidade de material que realmente foi incorporado ao cordão, foi maior para o processo FCAW (apesar de o processo apresentar escória, ao conntrário do GMAW). Essa característica é justificada em parte pelo fato de a densidade linear do arame-eletrodo E81T1 (FCAW) ser menor que a do ER70S-6 (GMAW), o que implica em maiores valores para R. Sendo assim, ao se realizar a soldagem utilizando os dois processos (GMAW e FCAW), nas mesmas condições de soldagem, constata-se que apesar do processo GMAW possuir maiores taxas de fusão e deposição, a razão TD/TF fora menor do que para o processo FCAW, fazendo com que este último seja o mais viável economicamente, uma vez que seu rendimento real fora maior. Logicamente que apesar da maior viabilidade econômica do processo FCAW, ao se realizar uma soldagem, deve-se analisar as condições e parâmetros outros que influirão no maior ou menor desempenho econômico de ambos os processos.

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave:  Processos GMAW e FCAW; Características econômicas; Rendimento real da soldagem.

Anais da 57ª Reunião Anual da SBPC - Fortaleza, CE - Julho/2005