Desenvolvimento e Qualificação Metrológica de um Fluximetro Tipo Turbina Aplicado aos Processos de Soldagem

   Conforme dados comprovados experimentalmente, muitos parâmetros influenciam de maneira relevante nos processos de soldagem a arco com proteção gasosa, e entre eles, um de grande importância é a vazão de gás. Em processos como o plasma e microplasma, uma pequena variação no fluxo de gás, influencia muito na qualidade da solda. Já, nos processos MIG e TIG, uma variação do fluxo de gás, dentro de certos limites, não afeta a qualidade da solda. Nestes casos, o fator que exerce grande influência na escolha do fluxo de gás é o econômico. Portanto, em qualquer processo de soldagem, medir o fluxo de gás é crucial. Todavia, esta é uma tarefa que apresenta certa dificuldade, e por isso é frequentemente acometida por erros muito grosseiros. Isto acontece porque grande parte dos sensores utilizados para esta medição são afetados pela pressão a que os gases estão submetidos. Assim, os fluximetros de esfera, que são os mais utilizados na soldagem, são calibrados quase sempre admitindo-se uma perda de carga nula à jusante e uma determinada pressão à montante. Entretanto, se forem utilizadas tochas de soldagem com orifícios de passagem do gás muito estreitos, como é o caso de tochas microplasma, ou mesmo se o comprimento das mangueiras for muito grande, haverá uma perda de carga apreciável e o instrumento passará a indicar vazões completamente equivocadas. Mudar a graduação da escala é uma tarefa pouco prática e com incerteza de medição acentuada. Além disso, tais instrumentos não oferecem a possibilidade de interfaceamento eletrônico, que inibe uma documentação automatizada e flexível.
   Uma medição afetada de menores erros, porque a pressão à jusante é sempre a atmosférica e a montante muito próxima, é a que é feita com um fluximetro de esfera colocado no bocal da tocha de soldagem.
 

2. OBJETIVOS

   O trabalho proposto consiste no desenvolvimento e qualificação metrológica de um fluximetro com sensor tipo turbina, o qual tem este nome derivado da parte interna rotativa, que é de fato, a peça principal do instrumento ( fig.1 ).

 
Fig. 1 - Sensor Tipo Turbina e Fluximetro MVG -1  É um instrumento com tecnologia totalmente nacional e com um custo muito menor que os similares importados. Será de grande importância para melhoria da qualidade da soldagem e diminuição dos gastos excessivos com desperdício de gás, pois com o mesmo o soldador poderá:

3. OTIMIZAÇÃO DO PROJETO

   A turbina, conforme figura abaixo, consiste em um rotor com pás inclinadas, suportado entre dois mancais no interior de uma carcaça. Embora a teoria básica seja simples, o projeto e controle de qualidade de pequenos detalhes é complexo e determina a confiabilidade deste instrumento. Um dos fatores mais importantes, é a forma e rigidez dos mancais. Para tanto, estão sendo estudados os principais tipos possíveis, que são o pivotado e o com rolamento, conforme fig.3.
   Dentre as principais vantagens do sensor tipo turbina, tem-se:

   A bancada de ensaios e calibração é composta por:

   Os softwares utilizados para aquisição, monitoração e controle do sistema são: