Análise da influência da frequência de alimentação dinâmica de arame na soldagem com processo plasma de aço inoxidável 309L aplicada à manufatura aditiva
Autora: Júlia Moraes Dornelles
Orientador: Prof. Dr. Eng. Régis Henrique Gonçalves e Silva
Coorientador: Dr. Eng. Cleber Marques
Data: 31/08/2022, 08h30min
Videoconferência: https://meet.google.com/fti-hrua-jfu
Resumo:
A manufatura aditiva vem performando como uma tecnologia emergente na fabricação de componentes funcionais para sistemas mecânicos e mecatrônicos na indústria em geral. A manufatura aditiva com energia direcionada, em específico por processos de soldagem, tem ganhado espaço na indústria especialmente pela capacidade de produção de peças just in time e alta personalização tanto geométrica quanto física. Além disso, a grande diversidade de materiais e processos disponíveis para utilização abrem espaço para infinitas possibilidades de aplicação. Neste contexto, diferentes técnicas de alimentação de arame vêm sendo desenvolvidas e estudadas para fornecer benefícios no processo e no resultado das peças construídas via WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing). Por esta razão, a caracterização das amostras produzidas pelo método WAAM é necessária para otimizar os parâmetros do processo. O foco deste trabalho é avaliar a influência da frequência de alimentação dinâmica de arame no processo de soldagem Plasma, no que diz respeito às características geométricas, termofísicas e metalúrgicas de cordões de solda depositados sobre chapa e de paredes construídas por manufatura aditiva, utilizando como material de adição arame de aço inoxidável 309L. Foram comparadas diferentes frequências de alimentação e as análises foram realizadas com auxílio de câmera de alta velocidade, câmera termográfica e um sistema de aquisição dos sinais elétricos. Como principais resultados verificou-se que a soldagem com alimentação dinâmica em altas frequências, 12 Hz e 15 Hz, originou cordões mais altos e com penetração mais homogênea quando comparado à alimentação contínua de arame. A alimentação dinâmica apresentou potência média e temperatura levemente superiores às obtidas na soldagem com alimentação contínua de arame. A microestrutura das paredes soldadas foi avaliada e a parede com alimentação em frequência de 15 Hz apresentou fase ferrítica mais dispersa na matriz austenítica e aumento de 7,5% na microdureza em relação à alimentação contínua. Os oscilogramas de tensão e de velocidade de arame podem ser usados como um indicativo de estabilidade do processo e da transferência metálica. De maneira geral, o processo plasma com alimentação dinâmica mostrou-se adequado para aplicação na manufatura aditiva, resultando em paredes íntegras e com ausência de defeitos.