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A importância do conhecimento dos processos de soldagem

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A importância do conhecimento dos processos de soldagem na determinação das melhores condições de desempenho dos equipamentos James Grant - Phonethical Equipments Rittichai Phounium e Bovornchok Poopat Departamento de Engenharia de Soldagem e Engenharia de Produção King Mongkut´s University of Technology Thonburi, Bangkok 10140 Fone 0-2470-9192, Fax 0-2470-9681, E-Mail: Rittichai_Pho@yahoo.co.uk 1. Resumo Esse artigo descreve técnicas de monitoração de qualidade on-line para detectar a susceptib
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  A importância do conhecimento dos processos de soldagem na determinação dasmelhores condições de desempenho dos equipamentos   James Grant - Phonethical EquipmentsRittichai Phounium e Bovornchok PoopatDepartamento de Engenharia de Soldagem e Engenharia de ProduçãoKing Mongkut´s University of Technology Thonburi, Bangkok 10140Fone 0-2470-9192, Fax 0-2470-9681, E-Mail: Rittichai_Pho@yahoo.co.uk 1. Resumo Esse artigo descreve técnicas de monitoração de qualidade on-line para detectar asusceptibilidade de formação de defeitos em solda utilizando monitoração em temporeal dos parâmetros de soldagem: tensão de arco, ângulo de trabalho e ângulo detrajetória.O processo SMAW (processo de soldagem por Eletrodo Revestido) foi o selecionadonesse estudo.Esse experimento utilizou medidores de tensão e sensores de ângulo e velocidade paramedir as variáveis da soldagem em tempo real.O experimento consistiu de um sistema de medição de sinal das variáveis da soldagem eprocessamento dos dados, onde uma soldagem por eletrodo revestido de um açocarbono ASTM A36 foi executada nas posições de soldagem de filete plana ehorizontal. A Especificação de Procedimento de Soldagem foi estabelecida para obter aqualidade de solda necessária. As peças do ensaio de soldagem foram feitas por umgrupo de soldadores amadores.Os resultados mostraram que a variação de tensão para fora do alcance controlado podecausar uma qualidade significante de respingos e formato irregular de deposição docordão. Para parâmetros incorretos e não uniformes, foi observado um formato irregular e arqueado na deposição do cordão.Quanto ao ângulo de trabalho, ângulos muito baixos ou muito altos causaram tamanhode base do filete desigual na posição de filete horizontal. A localização exata dosdefeitos de soldagem pode ser facilmente localizada através do sistema de monitoraçãoon-line assim que os defeitos da solda forem revelados. A técnica proposta pode ser implementada na fabricação real em termos de sistemas de controle de qualidade paradetectar a susceptibilidade de formação de defeitos de solda que podem passar despercebidos nas atuais inspeções visuais. 2. Introdução A soldagem por Eletrodo Revestido é bem conhecida por sua versatilidade, porque podeser utilizada tanto em situações de produção quanto de reparo. Não requer equipamento  especial e pode ser operada facilmente em localizações remotas. É um processo desoldagem estritamente manual.Para países em desenvolvimento como a Tailândia, a soldagem manual é crucial, vistoque o país ainda utiliza uma grande quantidade de operários. Todavia, a habilidade dosoldador é um dos maiores problemas na indústria. Em termos de controle de qualidadeda qualidade de solda, a dependência é, em grande parte, de extensivas inspeções desolda através de várias técnicas de Ensaios Não Destrutivos (END).Contudo, tempo e custo se tornam a principal limitação na inspeção de solda. A maioriados trabalhos foi parcialmente inspecionado pela implementação do conceito deprocesso estatístico. Esse estudo propõe a técnica de monitoração de qualidade on-linepara detectar a susceptibilidade de formação de defeitos em solda utilizando amonitoração em tempo real dos parâmetros de soldagem: tensão do arco, ângulo detrabalho e ângulo de trajetória. Esses parâmetros de soldagem são variáveis essenciaisem processos de soldagem que contam com a habilidade do soldador. [1], [2] 3. Procedimento Experimental O equipamento experimental consistiu de um sistema de medição de sinal eprocessamento de dados. O experimento de soldagem foi conduzido pela utilização desoldagem por eletrodo revestido. Os cordões sobre chapa foram feitos na posição plana.As soldas de filete em união T foram feitas na posição horizontal de filete. O aço ASTMA36 e seu metal de adição correspondente conforme a AWS A5.1, E 6013, foramselecionados nesse estudo. O tamanho do espécime foi de 30x150x9mm. A corrente desoldagem foi parametrizada em 95 A, e a velocidade de soldagem em 27 cm/min. Foiutilizada a técnica de cordão retilíneo.  A figura 1 mostra uma configuração experimental consistido de mesa de soldagem emicro controladores que são incorporados em uma unidade de controle paraprocessamento do sinal dos sensores. A partir disso, o sinal foi gravado com programasde computador. O procedimento experimental possui duas fases; primeiro, os dados desoldagem foram coletados de um soldador experiente para a padronização dos limites detolerância de acordo com o padrão internacional de habilidades, ISO 5817. Na segundafase, o ensaio foi executado por soldadores amadores, e todos os dados dos parâmetrosde soldagem coletados também foram gravados e analisados. As amostras tambémforam inspecionadas visualmente de acordo com a ISO 5817.Existem três partes no sistema, que são a entrada, o processamento e a saída.- Entrada: A entrada do sistema pode ser descrita pela tensão, pela corrente e peloângulo. Todos eles são implementados utilizando sensores e CI´s conversores, comosensor de distância (GP2D12), alicate amperímetro, conversor A/D e acelerômetro,respectivamente. Adicionalmente, a mesa de soldagem possui um “rack” para carregar uma parede refletiva para as medições de velocidade e ângulo.- Processamento: Todos os dados detectados dos sensores e conversores são mandadospara o Micro Controlador MCS 51 com programação C.- Saída: Os dados serão enviados para o PC via porta Serial, então todos os dados serãogravados e apresentados utilizando Microsoft Visual Basic como Interface Gráfica deUsuário.Fig. 2: O software foi escrito em linguagem C com Micro Controlador MCS 51utilizado para controlar os sensores. O programa foi compilado para o micro controlador como arquivo hexadecimal. Então, todos os dados do micro controlador serão mandadospara o programa Visual Basic no computador como um arquivo de texto via portaSerial. No Visual Basic, o programa será escrito em linguagem Basic e será usado paraprocessar os dados ou calcular dados com algoritmos, como o calculo de velocidade.Para a saída, os dados serão coletados como banco de dados e apresentados em forma deInterface Gráfica de Usuário.Plano de teste: Os soldadores são designados para realizar duas posições de soldagem,como plana e união T. Antes da soldagem, os soldadores devem ler a Especificação deProcedimento de Soldagem. Dessa forma, o computador gravará todas as variáveis,incluindo velocidade, ângulo de eletrodo e comprimento do arco.  4. Resultados e Debate Após a coleta de dados do sinal para a peça de trabalho apropriada,foi mostrado que a tensão obtida, como dito anteriormente, de um soldador experiente éde 29,16 V, e o desvio padrão de 1,22 V, como mostrado na figura 3.Os limites de tolerância foram considerados como princípio de estatística com nível deconfiança de 95% [3].O limite de tolerância foi 25,5 a 38,82 V. O ângulo de trabalho foi 80 a 90º na posiçãoplana, e 40 a 50º para união T. O ângulo de trajetória foi de 15 a 30º. A figura 4 mostraum cordão de solda aceitável, onde todas as variáveis de solda estão dentro dos limites.
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