Processos e automatização da soldagem: sistema auxiliar de tracionamento de arame

Abstract

Alguns parâmetros de soldagem, como a velocidade de alimentação de arame ou a corrente e a tensão do arco elétrico, influenciam diretamente na qualidade da solda. Em soldagens tubulares, comuns na indústria de petróleo e gás, o conduíte pelo qual circula o arame geralmente apresenta comprimentos elevados e frequentemente fica disposto de maneiras desfavoráveis ao deslocamento do consumível. Desta forma, é recorrente observar oscilações indevidas em sua velocidade de alimentação, o que pode conferir instabilidade ao processo. Portanto, a problemática abordada consiste na otimização do controle desta variável. Neste âmbito, objetiva desenvolver um sistema auxiliar de tracionamento de arame que opere em sincronia com o principal e que possua uma estratégia de automação capaz de minimizar as variações desordenadas na velocidade de arame, mantendo estabilidade na faixa de 0,1 até 4,0 m/min. Para tal, foram testadas diversas formas de controle de um motor auxiliar integrado a um cabeçote de soldagem STA-IMC e os resultados foram comparados com os do sistema comercial TopTIG-AIR LIQUIDE, que possui tecnologia semelhante empregada em seu alimentador de arame. Avaliou-se duas formas de interdependência entre os motores, duas estratégias de controle de velocidade em malha fechada e três disposições de sensor, além de cinco modelos diferentes de motor CC. Os resultados evidenciaram que a forma de interdependência em que o motor dianteiro fica responsável por fornecer arame em velocidade controlada (mestre), enquanto o traseiro encarrega-se somente de auxiliar sua movimentação (escravo), é a mais adequada para a finalidade desejada. Observou-se ainda que, na faixa de operação requerida, um controle de velocidade em malha fechada por encoder é o método mais estável. Além disso, verificou-se que existem diversas formas de acoplamento do encoder capazes de atender aos requisitos propostos, porém as mais adequadas são as que conseguem medir diretamente a velocidade de arame.