Orientador: Prof. Dr. Régis Henrique Gonçalves e Silva
Coorientador: Dr. Cleber Marques
RESUMO
Procurando explorar lugares além da fronteira do conhecimento este trabalho apresenta um avanço tecnológico e científico, materializado por uma plataforma flexível e modular para exploração do processo GMAW com controle eletromecânico da transferência metálica por curto-circuito, com movimento reciprocante do arame. O funcionamento do processo baseia-se na operação controlada da transferência metálica por curto-circuito, sincronizando a onda de corrente e o movimento do arame. Foram desenvolvidas novas versões para a tocha, nas quais buscou-se mais robustez para o conjunto mecânico e o isolamento elétrico entre o motor e o arame energizado. O buffer também foi alvo de alterações, a nova versão permite uma operação mais segura, mesmo em momentos de instabilidade do processo. O conjunto de servo acionamento foi aperfeiçoado com um novo circuito eletrônico de integração, com o objetivo de blindar a placa de controle da fonte do servo driver, eliminando riscos de ruídos nos sinais de controle do motor. Ao encontrar os limites que permitiram um melhor desempenho do servomotor, foi possível produzir cordões de solda com uma taxa de deposição próxima a fontes comerciais, sem problemas de superaquecimento e com controle preciso do movimento do arame. Foram realizados ensaios com o objetivo de avaliar de que maneira cada parâmetro da onda de corrente e do movimento do arame influencia na transferência metálica. A fonte já foi utilizada para revestimento e manufatura aditiva, mostrando que o equipamento se mostra operante. A partir deste trabalho será possível desenvolver ondas sinérgicas, combinando a modulação de corrente em sincronia com modulação do movimento do arame, com objetivos diversos com total acesso a todos os parâmetros de controle do processo. Prevê-se, com isso, maior flexibilidade e, portanto, potencial de sucesso para customização do processo para diferentes condições de soldagem.
Palavras-chave: GMAW, transferência metálica, MIG-AD, revestimento, WAAM, mecatrônica.
ABSTRACT
Seeking to explore areas beyond the frontier of knowledge, this work presents a technological and scientific breakthrough, materialized by a flexible and modular platform for exploring the GMAW process with electromechanical control of short-circuit metal transfer through reciprocating wire motion. The operation of the process is based on controlled short-circuit metal transfer, synchronizing the current wave and wire movement. New versions of the torch were developed, aiming for greater robustness in the mechanical assembly and electrical insulation between the motor and the energized wire. The buffer was also modified, and the new version allows for safer operation, even during moments of process instability. The servo drive system was improved with a new electronic integration circuit to shield the control board of the power source from the servo driver's noise, eliminating risks of signal interference in motor control. By identifying the limits that allowed better performance of the servomotor, it was possible to produce weld beads with a deposition rate close to commercial power sources, without overheating issues and with precise control of wire movement. Tests were conducted to evaluate how each parameter of the current wave and wire movement influences metal transfer. The source already in operation was used in cladding and additive manufacturing, showing that the equipment is functional. From this work, it will be possible to develop synergistic waveforms, combining current modulation in sync with wire movement modulation, aimed at various objectives, with full access to all process control parameters. This promises greater flexibility and, therefore, potential success in customizing the process for diferente welding conditions.
Keywords: GMAW, metal transfer, MIG-AD, cladding, WAAM, mechatronics.
REFERÊNCIA
PEREIRA, Alex Sandro Pereira. Influência e Flexibilidade do Controle Eletromecânico da Transferência Metálica do Processo GMAW-AD. 2024. 185 p. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2024.