Estudo da aplicação do processo pulsado térmico utilizando eletrodo revestido

Abstract

O processo de soldagem com eletrodos revestidos é largamente utilizado nas mais diversas aplicações, desde soldas de pequena responsabilidade, até soldas de grande responsabilidade, como reatores nucleares e vasos de pressão. Porém, apesar de ser um processo bastante versátil, vem perdendo espaço para processos de soldagem mais modernos, como TIG e MIG, sobre os quais há uma variedade mais ampla de estudos, incluindo a aplicação da corrente pulsada nos processos, enquanto que para a soldagem com eletrodos revestidos não existem muitas referências acerca desse tema. A utilização da corrente pulsada na soldagem com eletrodos revestidos vem sendo estudada no LabSOLDA no contexto da soldagem subaquática, o que traz informações sobre o potencial de aplicação do processo pulsado. Para explorar mais o tema, o presente trabalho teve como objetivo estudar diversos parâmetros de aplicação da corrente pulsada de baixa frequência, conhecida como pulsado térmico, de modo a avaliar os cordões de solda obtidos, bem como o comportamento do processo para as diversas combinações de parâmetros utilizadas, por meio da análise dos oscilogramas de tensão e corrente, avaliando principalmente a ocorrência de curtos-circuitos. Foi estudado ainda o potencial de aplicação do pulsado térmico na soldagem manual, avaliando a reação de três operadores com diferentes níveis de experiência na prática manual da soldagem. Como resultado do estudo dos parâmetros, foi possível criar mapas operacionais com as combinações de amplitudes de corrente e tempos de pulso e base que proporcionaram um cordão de solda escamado contínuo, geometria esperada no processo pulsado térmico. Concluiu-se que amplitudes de corrente muito baixas não são capazes de gerar tal geometria, e que tempos de pulso e base muito longos podem desestabilizar o processo, descaracterizando o cordão de solda e proporcionando uma geometria definida como descontínua. Por fim, foi concluído que existe potencial para a aplicação do pulsado térmico no processo de soldagem manual, o que requer treinamento adequado dos operadores e estudos mais aprofundados sobre as situações que poderiam se beneficiar da utilização dessa variante.

The coated electrode welding process is largely used in the most diverse applications, from low responsibility welding, to high responsibility welding such as nuclear reactors and pressure valves. However, despite being a versatile process, it has been losing its ground in comparison to more modern welding processes such as TIG and MIG, which each have a variety of significant studies, including the application of pulsed current; whereas for the coated electrode welding process, there aren’t as many references available. LabSOLDA has been studying the use of pulsed current with coated electrodes welding in the context of underwater welding, which displays information regarding the potential application of the pulsed current process. In order to further pursue this subject, the current work carried out the objective of studying several low frequency pulsed current application parameters with coated electrodes, known as thermal pulse process, as to evaluate the attained weld beads, as well as the functioning of the process for the several used parameter combinations, through tension and current oscillogram analyses, mainly evaluating the occurrence of short-circuits. Furthermore, the potential application of the thermal pulse process in manual welding was studied, evaluating the reaction of three welders with different levels of experience in the manual practice of welding. As a result of the parameter study, operational maps were created with combinations of current amplitudes and pulse time which render the appearance of a scale weld bead, an expected geometry in the thermal pulse process. This study has concluded that the low amplitude currents are not able to generate such geometry, and that long pulsation periods may destabilize the process, de-characterizing the weld bead and providing a geometry defined as discontinued. Lastly, it has been concluded that there is potential for the application of the thermal pulse in the manual welding process, which requires adequate training of the welders and further studies regarding the situations in which the use of this process could be beneficial.