Orientador: Prof. Régis Henrique Gonçalves e Silva Dr.
Coorientador: Dr. Alisson Fernandes da Rosa
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RESUMO
O presente trabalho tem como objetivo caracterizar mecanicamente os principais sistemas internos das pistolas comerciais de Stud Welding, visando compreender as diferentes variáveis operacionais, identificar componentes-chave e avaliar sua influência na qualidade do processo de soldagem. A pesquisa foi desenvolvida em quatro fases: análise teórica dos componentes, classificação dos movimentos, experimentação prática e avaliação dos resultados sobre o impacto das características da pistola e sua regulagem sobre o processo. Representantes dos principais sistemas comerciais foram estudados através de buscas e análises de patentes, análises de sistemas comerciais, oscilogramas de deslocamento vs tempo, entre outros métodos. O trabalho abrangeu pistolas para ambas as técnicas do processo, nominalmente Arco Retraído e Descarga Capacitiva. Foram classificadas as estruturas dos mecanismos com pistão rígido ou com compensação de recuo, além de sistemas amortecidos. Na fase experimental, foram avaliadas as configurações de velocidade das pistolas, mantendo constantes os parâmetros elétricos para isolar os efeitos mecânicos. As soldagens realizadas sob condições controladas foram analisadas por meio de macrografias e radiografias, identificando defeitos como porosidades e descontinuidades. A análise estatística dos dados revelou que a velocidade de impacto dos pinos exerce influência direta na geometria da zona fundida e na integridade estrutural das soldas. Os resultados indicam que ajustes precisos nos mecanismos internos podem melhorar significativamente a qualidade e a confiabilidade do processo. Confronta-se a literatura corrente quanto às faixas operacionais de velocidade do pino, e conclui-se que a otimização dos parâmetros mecânicos permite um controle mais eficaz do Stud Welding, reduzindo defeitos e aumentando a qualidade da soldagem.
Palavras-chave: Stud Welding, pistolas de soldagem, mecanismos internos, velocidade de avanço, análise mecânica, qualidade da soldagem.
ABSTRACT
This study aims to mechanically characterize the main internal systems of comercial stud welding guns, with the objective of understanding operational variables, identifying key components, and evaluating their influence on weld quality. The research was conducted in four phases: theoretical analysis of components, classification of mechanical movements, practical experimentation, and assessment of how gun features and settings impact the welding process. Representative models from major commercial systems were examined through patent searches and analyses, investigations of commercial designs, displacement–time oscillograms, among other methods. The study included guns for both stud welding techniques, namely Drawn Arc and Capacitor Discharge. Mechanisms were categorized based on their structure, distinguishing rigid piston systems, recoil compensation systems, and damped mechanisms. In the experimental phase, gun velocity settings were tested while keeping electrical parameters constant to isolate mechanical effects. Welds produced under controlled conditions were analyzed using macrographs and radiographs, identifying defects such as porosity and discontinuities. Statistical analysis revealed that stud impact velocity has a direct influence on the geometry of the fusion zone and the structural integrity of the welds. Results indicate that precise adjustments to internal mechanisms can significantly improve process quality and reliability. The findings challenge current literature on the operational speed ranges of studs and conclude that optimizing mechanical parameters enables more effective control of the stud welding process, reducing defects and enhancing weld quality.
Keywords: Stud Welding, internal mechanisms, welding gun, impact speed, mechanical analysis, weld quality.
REFERÊNCIA
QUINTANA,Duván Sánchez. Análise exploratória dos mecanismos de pistolas de Stud Welding e suas influências sobre o processo e a qualidade da soldagem. 2025. 150 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2025.