Processo TIG com movimentação oscilatória longitudinal da tocha para mitigação de humping

Abstract

Em linhas gerais, este trabalho explora a produtividade do processo TIG autógeno (sem adição de material) associado à movimentação oscilatória longitudinal em altas frequências, na tentativa de tornar-se uma alternativa competitiva quando comparada ao processo MIG/MAG, nas aplicações industriais de alta produtividade, enfatizando também, a redução de matéria-prima, de forma limpa e sustentável, com menor impacto ao meio ambiente e saúde dos colaboradores. Esta variante de oscilação da tocha (switch back), ainda não obteve um nível de desenvolvimento a ponto de ser utilizada largamente na indústria e também não apresenta uma quantidade de trabalhos expressiva na literatura, fazendo crescer a motivação para a realização deste trabalho. Os aspectos relativos aos defeitos de soldagem foram avaliados para possibilitar uma solução eficiente da nova aplicação. Como objetivo geral este trabalho propõem-se a construir as bases científicas e tecnológicas para o desenvolvimento da técnica switch back aplicada ao processo TIG autógeno alta frequência, a fim de obter maior produtividade e repetibilidade que os processos concorrentes. Os procedimentos propostos para a aplicação da técnica switch back enfatizaram o aumento da produtividade pela estabilidade e repetibilidade do processo, atreladas a uma maior velocidade de soldagem quando comparado ao modo convencional. A técnica switch back mostrou-se apropriada na aplicação de chapas finas de espessura 3 e 2 mm em juntas de aresta e de topo obtendo regularidade do cordão e penetração adequadas. O ganho de produtividade foi de 33% e 50% na velocidade soldagem quando aplicado o switch back nos corpos de prova em junta formato aresta e de topo, respectivamente. Já com relação ao incremento de produtividade para as juntas de aresta, não houve ganho com a aplicação switch back em juntas sem gap, porém em juntas com gap de 1 mm o ganho foi expressivo de 33% em relação ao TIG convencional.

Abstract: In general terms, this work explores the productivity of the autogenous TIG process (without material addition) associated with the high frequency longitudinal oscillatory movement, in an attempt to become a competitive alternative when compared to the MIG / MAG process, in industrial applications with high productivity, also emphasizing the reduction of raw materials in a clean and sustainable way, with less impact on the environment and health of employees. This variant of torch oscillation (switch back), has not yet achieved a level of development to the point of being widely used in the industry and also does not present a significant amount of work in the literature, increasing the motivation for this work. The aspects related to welding defects were evaluated to enable an efficient solution of the new application. The general objective of this work is to build the scientific and technological bases for the development of the switch back technique applied to the high frequency autogenous TIG process, in order to obtain higher productivity and repeatability than the competing processes. The proposed procedures for the application of the switch back technique emphasized the productivity increase due to the stability and repeatability of the process, linked to a higher welding speed when compared to the conventional mode. The switch back technique was shown to be suitable for the application of 3 and 2 mm thin sheets on edge and top joints, obtaining proper bead regularity and penetration. The productivity gain was 33% and 50% in welding speed when the switch back was applied to edge and top joint specimens, respectively. Regarding the productivity increase for the edge joints, there was no gain with the application of switch back in joints without gap, but in joints with 1 mm gap the gain was expressive of 33% compared to conventional TIG.