Consolidação de know-how, tecnologia e métodos para monitoração e controle de processos de soldagem baseados em imagem

Orientador: Prof. Dr. Régis Henrique Gonçalves e Silva


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Documento submetido ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Federal de  Santa Catarina para a Qualificação do doutorando no Programa.

 

RESUMO

Os processos de soldagem a arco vêm passando por diversos avanços ao longo do tempo, desde que foram criados. Talvez a evolução mais marcante que pode ser citada seja o desenvolvimento dos processos MIG/MAG e TIG com pulsação de corrente. Isto pode ser considerado um divisor de águas, contudo, sabe-se que muitos avanços só foram possíveis devido ao amplo desenvolvimento da eletrônica iniciado nos anos 1960-70. O número de variações ou modalidades dos processos MIG/MAG e TIG surgidos nos anos seguintes ilustra o quanto esses avanços foram significativos. Os avanços na eletrônica e também na mecatrônica produziram processos como STT, CCC, VP-GMAW, CMT, RapidArc, TIG-DE, TIP TIG, TOP TIG, Dabber, Infocus, FocusTIG. Estas denominações e siglas surgem em profusão no mercado cada qual com uma abordagem definida, focada em solucionar problemas e aumentar produtividade. Apesar de alguns destes serem descendentes diretos dos primeiros desenvolvimentos com controle de corrente, estes sistemas oferecem características que os transcendem. Sistemas complexos de monitoração dos sinais de corrente e tensão, formas de ondas de corrente otimizadas, capacidade de detecção e correção de perturbações durante a soldagem, alimentação dinâmica de arame com diferentes níveis de controle, tochas de soldagem inovadoras, comunicação com robôs e sistemas de movimentação, desconsideração por algumas abordagens anteriores ao operarem longe da faixa de operação considerada “normal” de cada processo, são exemplos de como os novos sistemas tornaram-se sofisticados. Esta diversidade de abordagens e características aliados ao desinteresse das fabricantes em esclarecer questões tecnológicas, tornam complicada qualquer pesquisa relacionada a estes novos desenvolvimentos. Inicialmente satisfatória, a pesquisa baseada em diagramas de tensão e corrente (oscilogramas) mostra-se agora insuficiente para o estudo destes novos desenvolvimentos. Entender de maneira plena um processo como o CMT exige agora que a análise inclua um componente visual com capacidade muito além daquela que a mera observação a olho nu pode oferecer. Desta forma, fez-se necessário uma renovação no aparato experimental presente no LABSOLDA-UFSC, que incluiu ferramentas como câmera de alta velocidade e termográfica. Estas, além da expansão da capacidade exploratória no que diz respeito aos novos sistemas, abrem ainda a possibilidade de empregá-las na monitoração de soldagem. Embora este laboratório já as empregue com êxito em suas pesquisas e desenvolvimentos, ainda falta uma pesquisa mais aprofundada e com algum rigor científico para ao mesmo tempo delinear as capacidades das novas ferramentas e determinar novas possibilidades de aplicação. É este o objetivo central deste trabalho, realizar um trabalho que documente de maneira metodológica e científica como usar eficientemente as novas formas de monitoração e análise de processos e, além disso, determinar novas possibilidade de seu uso como por exemplo, na inspeção de soldagem em tempo real.

Palavras-chave: filmagem em alta velocidade, termografia, monitoração, análise.