Resumo
O processo Stud Welding, inicialmente empregado durante a segunda guerra mundial, é amplamente utilizado na indústria atualmente, encontrando aplicabilidade nos setores da construção naval, construção civil, além do setor automotivo. Neste contexto, o objetivo do presente estudo é avaliar de forma preliminar o comportamento térmico e elétrico do processo Stud Welding para fixação de pinos roscados empregados no setor off-shore em estruturas metálicas. As análises foram realizadas por meio da técnica de termografia para medir a temperatura máxima no verso de chapas de ½ polegada de espessura e pinos de 10 e 20 mm de diâmetro, soldados na posição plana, além de medição dos sinais elétricos, como corrente, tensão e potência do processo por um sistema portátil de aquisição de sinais elétricos de soldagem. O estudo verificou a temperatura máxima atingida no verso das peças, a evolução do comportamento térmico e os oscilogramas do processo Stud Welding por arco retraído. O pino M10 apresentou temperatura máxima equivalente a 105°C. Por outro lado, o pino M20 apresentou temperatura máxima equivalente a 206,6°C. Os resultados deste estudo preliminar sugerem que o risco iminente para componentes que permanecem no verso das estruturas metálicas, como pintura ou isolantes é baixo, devido principalmente ao reduzido tempo de exposição ao calor mais elevado no verso das chapas.
Palavras chave: Termografia infravermelha. Soldagem off-shore. Arco retraído. Soldagem de pinos.
Abstract
The Stud Welding process, initially employed during World War II, is widely used in the current industry, finding application in shipbuilding, civil construction, and automotive sectors. In this context, the objective of this study is to preliminarily evaluate the thermal and electrical behavior of the Stud Welding process for fastening threaded studs used in metallic structures in the off-shore sector. The analyses were carried out using the thermography technique to measure the maximum temperature on the back of ½ inch thick plates and 10 and 20 mm diameter studs, welded in the flat position, in addition to measuring the electrical signals, such as current, voltage and power of the process by a portable welding electrical signal acquisition system. The study verified the maximum temperature reached on the backside of the pieces, the evolution of the thermal behavior and the oscillograms of the Stud Welding process by drawn arc. The welding of the M10 stud showed a maximum temperature equivalent to 106.6°C, with a cooling time of approximately 25 seconds after the beginning of the process. On the other hand, welding the M20 stud resulted in a maximum temperature equivalent of 208.3°C, with cooling of approximately 150 seconds to near room temperature. The results of this preliminary study suggest that the imminent risk to components that remain on the back of metal structures, such as paint or insulation is reduced, due mainly to the higher heat exposure time on the back of the sheets.
Keywords: Infrared Thermography. Offshore Welding. Drawn Arc. Stud Welding
Reference:
ROSA, A.F.; BATISTA, F.; BRASIL, L.M.; ZANINI, J.B.; SILVA, R.H.G.. Preliminary Characterization of the Thermal and Electrical Behavior of Stud Welding. XXVIII Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica. XXVIII CREEM, maio de 2022, Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil