Análise, Caracterização e Desenvolvimento de Componentes e Sistemas de Alta Performance Dinâmica para Alimentação de Consumíveis em Processos de Soldagem

Orientador: Prof. Regis Henrique Gonçalves e Silva, Dr. Eng.
Coorientador: Prof. Mateus Barancelli Schwedersky, Dr. Eng.


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Exame submetido ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina para qualificação de tese de doutorado.

 

RESUMO

A disparidade entre patamares evolutivos de recursos eletroeletrônicos e mecatrônicos, componentes de sistemas de soldagem, vem ampliando as dimensões de uma barreira científico-tecnológica e mudando paradigmas. Novas variantes de processos vêm evoluindo, com base no aumento da estabilidade da fonte calorífica, assim como em efeitos obtidos por meio da variação controlada de energia. Em contrapartida, tais variantes têm evidenciado importantes requisitos por parte dos sistemas de alimentação de consumíveis. Enquanto o desenvolvimento de fontes de energia é continuamente agraciado com novos componentes de potência e controle, com alto desempenho dinâmico, os recursos de alimentação mantém-se limitados. A manipulação mecânica dos consumíveis de solda, além de apresentar, naturalmente, performance dinâmica inferior às características das fontes de energia, não conta com desenvolvimento tecnológico compatível. Componentes não são devidamente estudados, mantendo a falta de informações técnicas. Há, também, poucas alternativas em termos de dispositivos para aplicações especiais. Tais fatores, associados, vêm alimentando uma cultura de empirismo e passividade, retardando o desenvolvimento de processos e sistemas. Alguns processos vêm se lançando como soluções para a indústria, baseando-se em sistemas de alimentação de alta performance dinâmica. Contudo, são apenas exemplos de que algo pode ser feito, já que integram sistemas fechados, não servindo como ferramenta de pesquisas. Buscando suplantar estas carências, o presente trabalho propõe contribuir com o desenvolvimento de sistemas mecatrônicos mais eficientes na adição de materiais em processos de soldagem. Para tanto, propõe-se determinar influências de componentes, tradicionais e experimentais, sobre o funcionamento de sistemas de alimentação de arame e pó. Tais informações serão cruzadas para propor configurações de sistemas de alimentação, em função de condições de aplicação de cada processo. Com base neste conhecimento, aliado ao desenvolvimento também de recursos de instrumentação, novos sistemas de alimentação dinâmica de arame e pó devem ser desenvolvidos. Alta performance dinâmica, robustez e flexibilidade apropriadas para ampliação do campo de pesquisas em processos de soldagem, são os principais requisitos. Os desenvolvimentos acerca dos sistemas de alimentação de arame favorecerão o empreendimento de pesquisas científicas sobre variantes de processos TIG e MIG/MAG, principalmente, sobre aqueles dependentes de alimentação dinâmica. Já os desenvolvimentos acerca da alimentação de consumível em pó podem contribuir para novos estudos e consolidar aplicações de processos como LASER Cladding e PTA-P. Além do conhecimento básico tecnológico, se esperam, como resultados, também o desenvolvimento de protótipos avançados dos sistemas de alimentação.

Palavras-chave: Alimentação dinâmica; Arame e pó; Robustez; Flexibilidade; Pesquisas em processos.