Desenvolvimento de um Método Experimental para Equacionamento do Processo MIG/MAG Pulsado para o arame AWS ER309LSi


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Resumo
A utilização do processo MIG/MAG pulsado permite a obtenção de uma soldagem com características intermediárias aos processos com transferência por curto circuito e spray. Nesse processo a transferência metálica ocorre gota a gota, por meio de um pulso de corrente por um determinado tempo, para que haja a formação e estricção da gota, seguido por uma corrente mais baixa, denominada corrente de base, onde ocorrerá o destacamento da gota formada. A fim de tentar equacionar o processo pulsado, alguns autores sugerem a existência da relação 𝐷 = 𝐼𝑝𝑥. 𝑡𝑝, onde, D é uma constante característica de destacamento, ou seja, ela representa os conjuntos de corrente de pulso (Ip) e tempo de pulso (tp) no qual é fornecido energia suficiente para o destacamento da gota metálica, e x é um expoente que determina a relevância da Ip em relação ao tp. Ao verificar o que alguns autores sugerem como expoente, é possível encontrar grande divergência, não sendo possível verificar apenas um expoente que melhor se adeque ao equacionamento do processo pulsado. Visto a divergência dos autores com relação a sugestão do expoente a ser utilizado, este trabalho busca desenvolver um método experimental para a determinação do mesmo, e testar sua aplicabilidade para a parametrização do processo pulsado. Para isso foi utilizado o arame de aço inoxidável ER309Lsi, e fixados os valores de corrente média e diâmetro de gota. Em seguida foi determinado a velocidade de alimentação (Va) a ser empregada, com base na Equação Va=K.Im. Com o auxílio de um sistema de aquisição de dados portátil foram testados experimentalmente dois conjuntos Ip e tp que gerassem um processo estável, sendo o mesmo caracterizado por apresentar o destacamento de uma gota por período localizado no início da base. A partir dos dois conjuntos de parâmetros verificados experimentalmente foi possível definir o expoente, sendo o mesmo de 3,17. Em seguida, foram testados uma série de parâmetros resultantes do expoente obtido, e os mesmos foram validados através das aquisições oscilográficas e de filmagens em alta velocidade. Provando assim que o método é válido para o equacionamento do processo pulsado, sendo possível a partir da determinação do expoente, definir uma faixa de operação na qual o processo é aplicável.
Palavras-chave: MIG/MAG Pulsado, Destacamento, Gota, Corrente de Pulso.

Abstract: The pulsed-GMAW process is known by showing intermediate characteristics between short-circuit and spray mode transfer. In this process, the metallic transfer occurs drop by drop, and its characterized by periodically oscillates between two stages of current: pulse (Ip) and base current (Ib). During Ip is supplied enough current so the droplet can be formed without detaching the wire, while during Ib the droplet is tighten by the Lorentz force until it detaches. Some Authors equated the pulsed process by suggesting the relation 𝑫 = 𝑰𝒑𝒙. 𝒕𝒑, where, D is a constant that represents the amount of Ip and tp necessary to form and tighten a droplet, and x is an exponent that determines the relevance of Ip over tp. Welding mavens suggest different exponents under several situations, not being possible to verify a rule on which value fits better the equation. Due this paradox, this work seeks to develop an experimental method to evaluate the exponent number and to test its applicability under different current levels. In order to do this, it was used stainless steel wire and fixed droplet diameter desired and mean current level so it can be find the wire speed through the equation Va=K.Im. Using the portable acquisition system (SAP) it was possible to, experimentally, find two sets of parameters (Ip and tp) that presented a stable process and the droplet detachment in the beginning of the base current. Out of this data it was possible to find the exponent of 3,17, which was applied into finding different parameters that the process can be worked through. The sets of parameters found from the exponent were validated through oscillograph acquisitions and high speed. Then, it was proved that the method is valid and can be used to determine a large range of operation in which the equation is applicable and the process remain stable.
Key-words: MIG/MAG Pulsed, Detachment, Droplet, Pulse Current.

Referência
ZANINI, J. B.; SILVA, R. H. G.; FAGUNDES, R. F.. Desenvolvimento de um Método Experimental para Equacionamento do Processo MIG/MAG Pulsado para o arame AWS ER309LSi. XXXVIII CONSOLDA – Congresso Nacional de Soldagem, Setembro de 2018 - Uberlândia, MG, Brasil.