Controle e Atuação do Sistema de Movimentação Dinâmica de Arame em Processos de Soldagem a Arco

Abstract

Os processos de soldagem estão inseridos no cotidiano das mais variadas indústrias, dentre elas a indústria de petróleo e gás. A união de ligas de alumínio e ligas de aço é largamente utilizada para os mais diversos objetivos, desde a construção de dutos até estruturas para plataformas. Nesse contexto, a automação e o desenvolvimento de novas técnicas de soldagem se tornam cada vez mais interessantes para o mercado brasileiro. O LABSOLDA atua em pesquisa e desenvolvimento alinhados a esse objetivo. Este trabalho mostra uma alternativa ao clássico MIG/MAG convencional que, apesar de limitado, é bastante utilizado na indústria. Essa alternativa é a inserção do controle de corrente e controle de alimentação de arame junto à poça de fusão em transferências metálicas. Baseado nas versões comerciais de modernos processos de soldagem, mais especificamente a versão CMT ( Cold Metal Transfer), esse trabalho propõe a utilização do movimento controlado de recuo de arame em processos MIG/MAG. Essa técnica, aqui chamada de alimentação dinâmica de arame, auxilia na soldagem pela transferência de metal por tensão superficial e pelos baixos índices de energia na etapa de curtocircuito, o que reduz drasticamente a formação de respingos. Foi construído um protótipo que permite a alimentação dinâmica, utilizando, para isso, um servomotor de elevada resposta dinâmica, foi estabelecida uma estratégia de controle condizente com o processo em questão e, por fim, foram realizados diversos ensaios de modo a estudar o resultado da aplicação da técnica em ligas de alumínio e aço.

The welding processes are embedded on daily basis of the most varied industries, among them the oil and gas industry. The combination of aluminum alloys and steel alloys are widely used for different purposes, from building pipelines to structures for platforms. In this context, the automation and the development of new welding techniques become increasingly interesting for the Brazilian market. The LABSOLDA works in research and development aligned with this goal. This work shows an alternative for the classic conventional SMAW that, although limited, is widely used in the industry. This alternative is the combination of current control and wire feed control in the melten pool in metal transfers. Based on commercial versions of modern welding processes, specifically the version CMT (Cold Metal Transfer), this paper proposes the use of the controlled movement of wire retreat in SMAW processes. This technique, here called dynamic wire feeding, assists in the welding by transfering metal through surface tension and by low energy levels in the shortcircuit stage, which drastically reduces the formation of spatter. A prototype that enables dynamic wire feed was built, a matching control strategy to the procedure has been established and, finally, various tests were performed to study the effect of the technical application in aluminum and steel alloys.