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APORTE TÉRMICO, PENETRAÇÃO E RENDIMENTO DE
DEPOSIÇÃO NA SOLDAGEM MIG/MAG EM CURTOCIRCUITO CONTROLADO
SILVA, Régis Henrique Gonçalves
Objetivos
O presente trabalho tem como objetivo global a geração de conhecimento sobre
os mecanismos de penetração atuantes na soldagem MIG/MAG CCC, assim como sobre
os aspectos do real aporte térmico dobre as peças soldadas. Tais conhecimentos serão
aplicados no desenvolvimento de procedimentos e na determinação de regulagens do
processo CCC em soldas de elevada criticidade, como o passe de raiz em dutos de
parede espessa da indústria do Petróleo e Gás.
Também será analisada a redução na geração de respingos obtida durante a soldagem
CCC, comparando-o com os processos ER (utilizado no passe de raiz) e MIG/MAG
convencional em curto-circuito.
Estes objetivos se justificam pela necessidade, em vista da expansão da malha
dutoviária demandada pelo aumento da produção de petróleo e gás, de um processo
mais produtivo na soldagem de dutos. Potenciais ganhos na indústria naval também
justificam esse desenvolvimento.
Metodologia
Foram conduzidos ensaios de soldagem robotizados e semi-automáticos, com a
finalidade de comparar o desempenho do CCC com o ER e o MIG/MAG convencional e
levantar informações sobre o CCC.
Em todas as baterias de testes foi realizada aquisição, tratamento e análise de
dados de soldagem, com instrumentação e softwares dedicados, projetados no
LABSOLDA. A fonte de soldagem INVERSAL, assim como o software de controle, também
são desenvolvimentos do LABSOLDA. As fotos foram executadas com câmera digital e
tempo de obturação longo. Análises oscilográficas foram realizadas através do software
Flex-Pro. A penetração foi medida com auxilio do software de projeto mecânico
AutoCAD.
Processo
MIG/MAG
convencional
CCC
Figura 3 – Potencia media ponto a ponto
Potência
média (W)
arco
2397
período 2397
arco
2307
período 2116
Tabela 1 – Potencias médias
No CCC, através de um sistema realimentado, os momentos cruciais para formação
de respingos em transferência metálica por curto-circuito são monitorados e variáveis
de soldagem são controladas, de modo que se inibam os mecanismos de geração dos
salpicos. Estes momentos são o início e o fim do curto-circuito. Foi realizada a
comparação na soldagem conduzida pelo soldador, do CCC em relação ao ER. A Figura 4
mostra a grande diferença entre ambos os processos. Ressalta-se, aqui, que foi
necessário um tempo consideravelmente menor de treinamento do soldador para o CCC
em relação ao ER.
Figura 4 – Comparação de produção de salpicos: CCC (e) e ER (d).
Conclusão
Resultados
O comportamento da penetração (Figura 2), ao se variar o tempo de arco aberto
(fase 5 e 1, Figura 1), corrobora a hipótese de que este tem grande influência nesta
característica do cordão de solda. Para o caso do CCC, isto é de grande importância.
1,85
FASES:
Penetração
1,80
1,75
1,70
O processo CCC gera menor potência que o MIG/MAG convencional, mantendo-se
critérios fixos. Devido ao controle efetivo da corrente, vislumbra-se a possibilidade de
regulagem do aporte termico à peça, de acordo com a aplicação. A penetração é
determinada, no processo CCC, pelo tempo de arco aberto. Assim, existe a
possibilidade de regulagem da penetração através da manipulação desse tempo. É clara
a redução de respingos obtida com o processo CCC em relação ao ER, utilizado
freqüentemente para o passe de raiz. Isto acarreta em vantagens notórias na
construção de pipelines: maior rendimento de deposição, maior conforto e segurança
para o soldador, maior facilidade de soldagem, menores tempos secundários de
limpeza, menos susceptibilidade a defeitos, maior produtividade.
1,65
1,60
1,55
1,5
1,75
2
Volume previsto de gota
Figura 1 – Forma de onda similar ao CCC
Figura 2 – Variacao da Penetracao com o tempo da fase 5.
Foi realizada a comparação entre as potências geradas no MIG/MAG convencional
e no CCC, para avaliação do aporte térmico à peça. Foi considerado adequado manter
como parâmetros de comparação a velocidade de arame, e velocidade de soldagem,
mantendo-se um volume médio da gota similar, em soldas estáveis. Visualiza-se na
Figura 3 (potência gerada em cada processo) e na Tabela 1 (potências médias) a
confirmação de que a potência é maior no processo convencional.
Agradecimentos
O autor agradece ao PRH-ANP, ao MECPETRO, à CAPES, à IMC-soldagem e ao
POSMEC pelo apoio financeiro ao projeto e a toda a equipe do LABSOLDA.
Dados do Autor
O Eng. Régis H. G. e Silva é doutorando no LABSOLDA/POSMEC/UFSC
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