Análise de técnicas para a soldagem TIG automatizada

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Análise de técnicas para a soldagem TIG automatizada

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Título: Análise de técnicas para a soldagem TIG automatizada
Autor: Ribeiro, Júlio César Bento
Resumo: A soldagem de raiz em tubos de parede espessa é de grande importância para vários segmentos da economia como as do petróleo e gás, naval e civil. A união de topo dos tubos é usualmente praticada de maneira manual, empregando o processo TIG DCEN e gás argônio, adicionando o arame pela frente do arco para o preenchimento da junta de topo com chanfro em V, resultando em soldas cuja qualidade depende da habilidade do soldador em um mercado com carência de profissionais treinados. Para promover a melhoria da produtividade, optou-se por empregar a mistura de gás Ar+5%H2, a corrente de soldagem na forma pulsada e um perfil de chanfro que reduzisse o volume a ser preenchido com solda, sendo imprescindível mecanizar o procedimento para prosseguir o estudo. Uma solda realizada com cabeçote orbital de câmara aberta serviu de referência para comparação da produtividade. Para realizar as soldas foi engendrada uma bancada para a soldagem de tubos estáticos e rotacionais, que recebeu em sua última versão um kit CNC. Foram realizados estudos da soldagem de raiz sem tecimento com a face da raiz em 2 e 4 [mm], sem fresta, para verificar o comportamento da penetração da solda, mas a raiz repetitiva só foi obtida com o chanfro com face da raiz de 2 mm e para o chanfro especial desenvolvido. Um experimento fatorial com três réplicas na posição 1G com AVC possibilitou avaliar a fraca interação com a geometria do cordão de raiz dos fatores, posição de alimentação de arame pela frente e por trás do arco mantendo o ângulo de alimentação radial para os tubos Schedule 40 de 3" e de 4", e a forte interação com o perfil de chanfro. Para o desempenho dos gases observou-se um ganho em VS de 229%, e de 79% para o chanfro de perfil especial que preencheu em média a mais, 5 mm2 da cavidade da junta, ou 12 mm2 a mais em média a área fundida. Foram realizados ensaios de viabilidade em soldas de raiz com corrente pulsada e alimentação radial de arame na posição 5G e 6G e com corrente constante na posição 6G com introdução tangencial de arame (TOPTIG), e constatou-se que ambos os métodos foram considerados como viáveis a aplicação da solda de raiz.The root welding thick-walled tubes is of great importance for several economic segments such as oil and gas, marine and civil. The top tube link at usually is practiced in a manual way, using DCEN TIG process and argon gas, adding the wire in front the arc to fill the joint top with V-groove, resulting in welds whose quality depends on the welder skill in a market with few trained professionals. The productivity improvement to be stimulated it was applied Ar +5% H2 gas mixture, welding current in pulsed way and a groove profile that reduced the volume to be filled with solder, it is indispensable to automate the procedure for further study. A weld held with orbital head open chamber worked as productivity comparison reference. The welds to be held it was engendered a bench of static and rotational welding pipe, which received in its latest version a CNC kit. It was carried out studies about welding root without oscillation with root face of 2 and 4 [mm], without crack, to verify the weld penetration behavior, but the repetitive root was only obtained with the root face with chamfer 2 mm and the chamfered specially developed. A factorial experiment with three replicates in 1G position with stroke was possible to evaluate the weak interaction with the geometry of the umbilical root factors. However, the input of the radial wire feed in front and behind the arc to the Schedule tubes 40 of 3" and 4" and the strong interaction with the groove profile. The performance of gases was observed to obtain VS. 229%, and 79% for the special groove profile that filled more than 5 mm 2 of the joint cavity or 12 mm 2 more fused area than the averages. It was held viability tests in root welds with pulsed current in the positions 5G and 6G radial wire feed and in the 6G position with tangential wire feed (TOPTIG), and it was realized that both methods were considered as viables to the root weld application.
Descrição: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
URI: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/100701
Data: 2012


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