Resumo
A manufatura aditiva com energia direcionada (DED), em específico por processos de soldagem, tem ganhado espaço 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 inúmeras 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). O foco deste trabalho é avaliar a influência da frequência de alimentação dinâmica de arame no processo de soldagem Plasma (PAW), no que diz respeito às características geométricas de cordões de solda depositados sobre chapa, com vistas a levantar informações e conhecimento transferíveis à manufatura aditiva (PAW-DED), 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, e sistema de aquisição de dados de soldagem a arco voltaico. Como principais, resultados verificou-se que a soldagem com alimentação dinâmica em altas frequências, 12 Hz e 15 Hz, originou cordões mais altos, simétricos e com penetração mais homogênea quando comparado à alimentação contínua de arame. A alimentação dinâmica apresentou potência média levemente superior à obtida na soldagem com alimentação contínua de arame. Os oscilogramas de tensão e de velocidade de arame podem ser usados como um indicativo de estabilidade do processo e da transferência metálica.
Palavras-chave: PAW; Alimentação pulsada de arame; WAAM; Manufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA); Indústria 4.0; Aço inoxidável;. Impressão 3D
Abstract: Additive manufacturing with directed energy deposition (DED), specifically through welding processes, has gained ground especially due to its ability to produce just-in-time parts and high customization ability, both geometric and physical. Furthermore, the great diversity of materials and processes available for use opens up space for numerous application possibilities. In this context, different wire feeding techniques have been developed and studied to provide benefits in the process and results of parts built via WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing). The focus of this work is to evaluate the influence of the dynamic wire feed frequency in the Plasma welding (PAW) process, with regard to the geometric characteristics of weld beads deposited on sheet metal, with a view to gathering information and knowledge transferable to additive manufacturing (PAW-DED), using 309L stainless steel wire as filler material. Different wire oscillation frequencies were compared and analyzes were carried out with the aid of a high-speed camera and an arc welding data acquisition system. The main results were that welding with dynamic feeding at high frequencies, 12 Hz and 15 Hz, resulted in higher, symmetrical beads with more homogeneous penetration when compared to continuous wire feeding. Dynamic feeding presented an average power slightly higher than that obtained in welding with continuous wire feeding. Voltage and wire speed oscillograms can be used as an indication of process and metal transfer stability.
Key-words: PAW; pulsed wire feed; WAAM; Arc Deposition Additive Manufcturing (MADA); Industry 4.0; Stainless Steel; 3D Print.
Referência:
SILVA, R. H. G.; DORNELLES, J.; MARQUES, C.; SCHWEDERSKY, M. B.. Análise da Influência Oscilográfica, Elétrica e Geométrica da Frequência de Alimentação Dinâmica de Arame na Soldagem com Processo Plasma de Aço Inoxidável 309L com Vistas à Manufatura Aditiva. XLVI CONSOLDA – Congresso Nacional de Soldagem. II CBMAdi – Congresso Brasileiro de Manufatura Aditiva. Uberlândia/MG, agosto de 2024