61ª Reunião Anual da SBPC

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

LEVANTAMENTO EXPERIMENTAL DAS CONSTANTES α E β DA EQUAÇÃO DO CONSUMO PARA DETERMINAÇÃO DE PARÂMETROS PARA SOLDAGEM MIG COM POLARIDADE VARIÁVEL

Paulo D’Angelo Costa Assunção 3, 6 Alexandre Saldanha do Nascimento 4, 5, 6 Fernanda Ohashi Jardim 1, 5, 6 Bruno Gonçalves Rodrigues 1, 5, 6 Carlos Alberto Mendes da Mota 1, 2, 5, 6 Louriel Oliveira Vilarinho 4, 5

1. Universidade Federal do Pará 2. Instituto de Tecnologia 3. Instituto de Estudos Superiores da Amazônia 4. Universidade Federal de Uberlândia 5. Faculdade de Engenharia Mecânica 6. Grupo de Estudo em Tecnologia de Soldagem - GETSOLDA

INTRODUÇÃO:

O desenvolvimento de fontes eletrônicas de soldagem permitiu o estudo de processos inovadores, geralmente com o objetivo de melhorar a capacidade de produção aliada a baixos níveis de aporte térmico. Os processos existentes são baseados no modo de transferência metálica e no desenvolvimento de formas de ondas que melhorem o controle do processo, como no MIG pulsado. O processo MIG-PV é um processo derivativo do MIG convencional que alia as vantagens do uso de polaridade positiva, como a boa estabilidade de arco e limpeza catódica, com as fornecidas pela polaridade negativa, que seria principalmente a elevada taxa de fusão do eletrodo e baixo aporte térmico ao metal de base. As diversas vantagens provenientes da característica de baixo calor imposto tornam o processo bastante atraente, entretanto a escassez de informação e de trabalhos científicos limitam a aplicação do processo. Desta forma, a proposição deste trabalho, para uma metodologia eficaz na determinação de parâmetros de soldagem que forneçam bom desempenho operacional e a qualidade do metal depositado, certamente contribuirá de forma significativa para o desenvolvimento do conhecimento e aplicações particulares otimizadas, promovendo a popularização do processo nos diversos segmentos da indústria.

METODOLOGIA:

O escopo geral deste trabalho é proposta uma metodologia para determinação experimental das constantes da equação da taxa de fusão para garantir a seleção de parâmetros de soldagem de modo a fornecerem estabilidade de arco e de transferência metálica. A equação da taxa de fusão (Va = α.Im + β.L.Ief2, onde Va é a velocidade de alimentação, Im é a corrente média, L é o comprimento energizado do eletrodo e Ief é a corrente eficaz) é uma função das constantes α e β, que se traduz numa estimação de parâmetros não-linear (regressão não linear), a partir da determinação experimental dos outros termos da equação. O conhecimento da equação do consumo em ambas as polaridades é fundamental para evitar a variação de comprimento de arco que ocorre durante a mudança de polaridade e conseqüentemente instabilidades de arco. Portanto, foram realizados experimentos tanto na polaridade positiva quanto na negativa, onde se variou valores de velocidade de alimentação de arame, mantendo constante o comprimento de arco e os valores resultantes de corrente média (Im) e corrente eficaz (Ief) foram então registrados. Foram feitos cordões em chapas de aço, com metal de adição da classe AWS ER70S-6 de 1,2 mm de diâmetro usando como gás de proteção Ar-2%O2.

RESULTADOS:

Os valores calculados para α e β para as duas polaridades foram, no caso da polaridade positiva (CCEP) α= 2,74x10-4 [m/ (s.A)] e β= 5,1x10-5 (s-1 A-2) e no caso da polaridade negativa (CCEN) α= 7,14x10-4 [m/ (s.A)] e β= 1,2x10-5 (s-1 A-2). Ressalta-se que no caso da polaridade positiva, ambas as constantes tiveram significância estatística para uma confiabilidade de 95%. O conhecimento dos valores das constantes da Equação da taxa de fusão permitiu a seleção apropriada de valores de corrente em três níveis de %EN que resultaram em boa estabilidade de arco e de transferência metálica.

CONCLUSÃO:

No caso da polaridade negativa, apenas a constante α apresentou significância estatística para esta confiabilidade. Uma vez que o principal mecanismo de geração de calor se dá na região catódica, os resultados vieram a corroborar esta afirmação, pois a constante α se refere a esta geração de calor, ao passo que a constante β está relacionada com o Efeito Joule, que passa a ter menor efeito no caso da CCEN.

Instituição de Fomento: FINEP – Financiadora de Estudos e Projetos

Palavras-chave: taxa de fusão, corrente alternada, Soldagem MIG.