Desenvolvimento tecnológico para soldagem MIG de ligas de alumínio 5083 H116

Abstract

As ligas de alumínio-magnésio apresentam uma posição de destaque na indústria naval por se constituírem em materiais estruturais com baixo peso específico e de excelente resistência à corrosão em ambientes marítimos. A soldagem se apresenta como principal processo de fabricação neste setor, e é por isso, que o Laboratório de Soldagem da UFSC (LABSOLDA) se encarregou em desenvolver soluções tecnológicas utilizando diferentes modalidades de soldagem do processo MIG/MAG, levando em consideração o objetivo de construção de um veleiro oceanográfico utilizando a liga de alumínio naval 5083/H116. Esta dissertação de mestrado apresenta uma contribuição técnico-científico com relação aos processos variantes do MIG Convencional: (I) com transferência metálica por curto-circuito controlada designada CMT (Cold Metal Transfer) e, (II) de uma tecnologia que utiliza a pulsação da corrente com transferência metálica que evita o curto-circuito. Quanto à modalidade CMT, verificou-se a compatibilidade dos programas já existentes no equipamento de soldagem, com os metais de adição ER 5183 e ER 5087, com foco na obtenção de passe de raiz para chapas de 6 mm, a qual se mostrou com alta capacidade de obtenção de passe de raiz. Averigou-se também a incursão deste processo sobre os efeitos metalúrgicos para as duas opções de metais de adição, sendo que a liga 5087 apresentou-se como melhor alternativa. Num segundo momento, o trabalho trata do estudo da soldagem MIG Pulsada em aplicações onde a transferência por curto-circuito não era mais admissível, mais especificamente nos passes de preenchimento. Com relação ao MIG Pulsado com corrente contínua foram avaliados alguns conjuntos de parâmetros pré-definidos considerando o expoente da corrente de pulso de 1,83 na equação do coeficiente de destacamento de gota D=Ipn.tp. Como esta modalidade permite o uso de corrente alternada com introdução de período negativo, também foi desenvolvido uma metodologia para definição de parâmetros com propósito de se obter um programa sinérgico, já que esta variante trouxe benefícios em relação à soldagem pulsada com corrente constante. Ambos os processos da versão pulsada já estão sendo utilizados na soldagem do veleiro e também apresentam programas em fontes comerciais.<br>

Abstract : Aluminum-magnesium alloys have great prominence in the naval sector as they represented structural materials with low specific weight and excellent corrosion resistance in marine environments. The welding represents the major manufacturing process in this sector, and that's why the LABSOLDA undertook to develop technology solutions using different modalities of the welding process MIG/MAG, taking into account the aim of building an oceanographic sailboat in 5083 H116 naval aluminum alloy. This dissertation presents both technical and scientific contribution in relation to the conventional MIG process variants: (I) with metal transfer by short circuit designated CMT (Cold Metal Transfer) and (II) a technology that uses the pulse current with metal transfer that avoids short circuit. About the CMT, was verified the compatibility of existing programs in welding equipment, with welding wires that were investigated, the ER 5183 and ER 5087 focused on obtaining root and fill pass to 6 mm plates, which showed high capacity to obtain the root pass. It was also investigated the incursion of this process on metallurgical effects for the different kinds of welding wires, and alloy 5087 was presented as the best alternative. In a second moment, the work deals with the study of Pulsed GMAW welding in applications where the transfer by short circuit was no longer permissible, more specifically in the fill passes. With respect to Pulsed GMAW direct current, some sets of preset parameters were evaluated considering de equation D=Ip1,83.tp. This technique allows the use of alternating current, introducing negative period, also a study was developed aiming to obtain a synergistic program, since this variant provided benefits in relation to pulsed welding with direct current. Both processes of pulsed version are already being used in welding sailboat and also feature programs from commercial sources.