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metadata.dc.type: Tese
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Avaliação de critérios de estabilidade do processo MIG/MAG curto-circuito na soldagem de aços inoxidáveis austenítico e duplex
Other Titles: Assessment of criteria for stability of short-circuit MIG/MAG process during welding of austenitic and duplex stainless steels
metadata.dc.creator: Costa, Thonson Ferreira
metadata.dc.contributor.advisor1: Vilarinho, Louriel Oliveira
metadata.dc.contributor.referee1: Ferraresi, Valtair Antonio
metadata.dc.contributor.referee2: Gonçalves, Rogério Sales
metadata.dc.contributor.referee3: Maciel, Theóphilo Moura
metadata.dc.contributor.referee4: Fals, Hipolito Domingo Carvajal
metadata.dc.description.resumo: A estabilidade do processo de soldagem é fundamental para a realização de uma solda de boa qualidade. Esta estabilidade pode ser definida pela regularidade da transferência metálica, assim como a quantidade de respingos gerados e a qualidade final do cordão. Na transferência por curto-circuito, a estabilidade do processo é diretamente afetada pelas extinções periódicas do arco, proporcionadas pelo contato da gota metálica formada na ponta do arame-eletrodo e a poça de fusão. Esta característica favorece o aumento da geração de respingos, o que diminui a capacidade produtiva do processo, seja devido à perda de material de adição ou à necessidade de gastos com sua remoção, além de afetar a qualidade final da solda. Já a regularidade da transferência por curto-circuito está relacionada com a menor variação dos seus parâmetros, tais como tempo de curto-circuito, tempo de arco aberto e corrente de pico. Neste contexto, propõe-se avaliar de forma inédita a regularidade da transferência por curto-circuito durante a soldagem MIG/MAG convencional de aços inoxidáveis austenítico e duplex, correlacionando-a com a quantidade de respingos gerados, rendimento de deposição, qualidade superficial da solda, características geométricas do cordão e eficiência térmica. Para tanto, optou-se por variar a tensão de referência entre 14 e 22 V, a velocidade de alimentação em 2,8 e 3,8 m/min, além de variar a distância bico de contato a peça, procurando-se manter duas faixas de corrente de soldagem (125 ± 5 A e 155 ± 5 A), para dois gases de proteção (Ar+2%O2 e Ar+2%CO2). As soldagens foram realizadas em chapas de aço inoxidável austenítico AISI/UNS 304L e de aço inoxidável duplex AISI/UNS S31803 (SAF 2205), com espessura de 4,5 mm. Para análise de respingos, foram utilizadas barras quadradas de 3/8 de aço inoxidável austenítico AISI 304L com 250 mm de comprimento. Utilizou-se ainda arame eletrodo AWS ER308LSi para soldagem do aço autenítico e para o duplex o arame eletrodo AWS ER2209, ambos com diâmetro 1,2 mm. Os resultados obtidos indicaram que há uma faixa de tensão de regulagem entre 15 e 19 V para os casos avaliados, em que apresenta uma condição adequada de transferência por curto-circuito. Nesta faixa é possível identificar os níveis de tensão que resultaram numa melhor regularidade da transferência, bem como um menor nível de respingos, maior rendimento de deposição e melhor qualidade superficial do cordão. Além disto, ratifica a correlação entre os diferentes métodos avaliados para determinar a regularidade da transferência metálica. Por outro lado, quanto à análise da eficiência térmica não se encontrou relação clara com a regularidade da transferência.
Abstract: Stability of welding processes is fundamental to accomplish weld beads with good quality. Such stability can be defined by the regularity of metal transfer, as well as spattering generation and final bead quality. During short-circuit transfer, the process stability is straight affected by periodic arc extinction, which is generated by the contact of metal droplet at wire tip with the weld pool. This feature leads to spattering increase, which reduces the process productivity by losing filler material or by increasing costs with spattering removal out of the workpiece, and also affects the bead quality. In addition, the regularity of short-circuit transfer is related to low variation of parameters, such as short-circuit time, open arc time and peak current. Therefore, it is proposed to unprecedentedly assess the regularity of short-circuit transfer during conventional MIG/MAG welding of austenitic and duplex stainless steels and correlates to spattering generation, deposition rate, surface bead quality, bead geometrical features and thermal efficiency. The reference voltage was varied between 14 and 22 V, wire feed speed between 2,8 and 3,8 m/min and the contact-tip to workpiece distance was varied to achieve two current levels (125 ± 5 A e 155 ± 5 A) for two shielding gases (Ar+2%O2 e Ar+2%CO2). Weldments were carried out on plates made of AISI/UNS 304L austenitic stainless steel AISI/UNS S31803 (SAF 2205) and duplex one, both with 4,5 mm thickness. Spattering generation analyses were carried out by using square bars with 3/8 made of AISI 304L austenitic stainless steel with 250 mm of length. AWS ER308LSi and AWS ER2209 filler wires with 1,2 mm of diameter were used for austenitic and duplex stainless steels weldments, respectively. The results indicated there is a suitable voltage range between 15 a 19 V, which allows an appropriate short-circuit transfer. Within this range is possible to achieve better metal transfer regularity, low spattering level, high deposition rate and best bead quality. Moreover, it ratifies the correlation among the different employed methods to determine the metal transfer regularity. On the other hand, thermal efficiency analyses did not show a clear correlation to metal transfer regularity.
Keywords: Regularidade
Transferência metálica
Respingos
Aspecto superficial do cordão
Eficiência térmica
Regularity
Metal transfer
Spattering
Surface aspects of weld bead
Thermal efficiency
Rendimento de deposição
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Citation: COSTA, Thonson Ferreira. Assessment of criteria for stability of short-circuit MIG/MAG process during welding of austenitic and duplex stainless steels. 2014. 205 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14766
Issue Date: 13-Feb-2014
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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