Influência do modo de transferência controlada na penetração e velocidade de soldagem aplicados em aços de alta resistência e baixa liga - Provin, Gustavo Scherner (My University, 2022)
The purpose of this work was to compare two GMAW welding processes with controlled transfer, controlled short-circuit by pulsed current HD-Pulse and the controlled short-circuit S-AWP, evaluating the productive and metallurgical characteristics of the beads produced. The modernization of GMAW welding modes transfer processes has been increasingly explored, due to the growing production demands and the metallurgical and mechanical requirements arising from the development of new materials. Furthermore, the study of transfer modes is essential to qualify the characteristics of the process, such as arc stability, incidence of spatter, geometric aspects of the weld bead, and the melting efficiency of the base metal. For this purpose, the processes were applied to two high-strength and low-alloy steels (HSLA), in two thickness variations. For all conditions, the horizontal position was assumed with a gas mixture of 82% Argon and 18% Carbon Dioxide, solid wire 1.2 mm in diameter and identical torch angles. The techniques were evaluated through measurements of welding energy (heat input), deposition rate, metallic yield, macrography, hardness profile, in addition to collecting the electrical curve at the output of the power source. Correlations were also made between deposition rate and wire feed speed and welding energy with the average hardness in the HAZ. The results revealed that the controlled short circuit has lower welding energy to perform the same size of weld, however, it had a lower metallic yield and deposition rate compared to the pulse curve. It was also noted that for the same average current, in both processes, the wire feed rate was different, indicating that each synergistic curve has its own characteristics, in addition to reinforcing the deposition rate results. Due to the lower energy input of the short circuit, the process proved to be an advantage in most of the HAZ hardness analyses, presenting lower values, even so, the energy variations between the processes had no significant impact when analyzed with the average of the hardness in the heat-affected zone. Macrographs showed that both processes reached acceptable penetrations. The HD-Pulse was more efficient by having deeper fusion at the joint root and presenting a smaller weld fillet concavity, even at 23% higher welding speeds. The relevance of this study resulted in the aid of decision making regarding the choice of the controlled transfer mode that best resembles productivity and some engineering characteristics already mentioned. [resumo fornecido pelo autor]
O exposto trabalho teve por finalidade comparar dois processos de soldagem GMAW com transferência controlada, o curto-circuito controlado pela corrente pulsada HD-Pulse e o curto-circuito controlado S-AWP, avaliando as características produtivas e metalúrgicas dos cordões produzidos. A modernização dos processos e modos de transferência de soldagem GMAW têm sido cada vez mais exploradas, devido às crescentes demandas produtivas e às exigências metalúrgicas e mecânicas provenientes dos desenvolvimentos de novos materiais. Ademais, o estudo dos modos de transferência é fundamental para qualificar as características do processo, como estabilidade de arco, incidência de respingos, aspectos geométricos do cordão de solda e a eficácia de fusão do metal base. Para esse fim, foi aplicado os processos citados em dois aços alta resistência e baixa liga (ARBL), em duas variações de espessura. Para todas as condições, se assumiu a posição horizontal, com mistura gasosa de 82% de Argônio e 18% de Dióxido de Carbono, arame sólido com 1,2 mm de diâmetro e ângulos de tocha idênticos. As técnicas foram avaliadas por meio das medições de energia de soldagem, taxa de deposição, rendimento metálico, macrografia, perfil de dureza além da coleta da curva elétrica na saída da fonte de solda. Também foram realizadas correlações entre taxa de deposição e velocidade de alimentação de arame e da energia de soldagem com a dureza média na ZTA. Os resultados revelaram que o curto-circuito controlado possui menor energia de soldagem para realizar o mesmo tamanho de perna de solda, entretanto, teve rendimento metálico e taxa de deposição inferior em relação a curva pulsada. Notou-se também, que para a mesma corrente média, em ambos os processos, a taxa de alimentação de arame foi diferente, indicando que cada curva sinérgica têm as suas características, além de reforçar os resultados de taxa de deposição. Devido ao aporte de energia inferior do curto-circuito, o processo se mostrou em vantagem na maioria das análises de dureza da ZTA, apresentando valores inferiores, ainda assim, as variações de energia entre os processos não tiveram impacto significativo quando analisados com a média das durezas na zona afetada termicamente. As macrografias mostraram que ambos os processos atingiram penetrações aceitáveis. O HD-Pulse foi mais eficiente ao ter fusão mais profunda na raiz da junta e apresentando concavidade menor do filete de solda, mesmo com velocidades de soldagem 23% superiores. A relevância deste estudo resultou no auxílio da tomada de decisão referente a escolha do modo de transferência controlado que melhor assemelha produtividade e algumas características de engenharia já citadas. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Engenharia mecânica; Solda e soldagem; Curtos-circuitos; Produtividade; Aço de alta resistência