'EDUFU - Editora da Universidade Federal de Uberlandia'
Abstract
The development of electronic power sources has allowed the study of innovative processes, usually with the goal of productivity increase combined to low levels of heat input. The commercially-available processes are based on metal transfer modes and development of waveforms to improve process control. Among those, the MIG/MAG-VP (Variable Polarity) process is a derivative one from the conventional MIG/MAG. It combines the advantages of using positive polarity, such as good arc stability and cathodic cleaning, to the ones provided by negative polarity, which are the high fusion rate of electrode and low heat input to the base metal. However, this process still has limited use due to the lack of technical and scientific literature. Thus, this work presents a thorough investigation of physical aspects, the study of the kinematics of droplets in transfer, the operational performance related to the weld quality and the proposition of a methodology for determination of welding parameters in four waveforms by varying the rate of negative time in order to provide arc stability and suitable metal transfer. The evaluation of the MIG/MAG-PV process was carried out by shadowgraph method and analyses of bead features. Furthermore, the process applicability to lap joints and root pass were also investigated. The MIG/MAG-PV process showed as very effective with satisfactory stability, especially when using waveforms with positive basis before the current pulse. In this condition the droplet in transfer is slowed down and the welding can be considered free of spattering. Test applications in joints showed that the process is robust and allows high productivity.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoDoutor em Engenharia MecânicaO desenvolvimento de fontes eletrônicas de soldagem tem permitido o estudo de processos inovadores, geralmente com o objetivo de melhorar a capacidade de produção aliada a baixos níveis de aporte térmico. Os diversos processos de soldagem existentes e disponíveis comercialmente são baseados no uso do modo de transferência metálica e no desenvolvimento de formas de ondas que melhorem o controle do processo. O processo MIG/MAG-PV (Polaridade Variável) é um processo derivativo do MIG/MAG convencional que alia as vantagens do uso de polaridade positiva, como a boa estabilidade de arco e limpeza catódica, com as fornecidas pela polaridade negativa, com destaques à elevada taxa de fusão do eletrodo e ao baixo aporte térmico entregue ao metal de base. Este processo de soldagem, no entanto, ainda possui uso limitado devido à escassez de publicações técnicas e científicas. Desta forma, neste trabalho é apresentada uma investigação mais aprofundada sobre a física do processo, o estudo das características cinemáticas das gotas em transferência, o desempenho operacional sobre a qualidade do metal depositado e a proposição de uma metodologia para determinação de parâmetros de soldagem em quatro formatos de onda com variações na taxa de eletrodo negativo, de modo a se estabelecerem as estabilidades operacionais de arco e de transferência metálica. A avaliação do processo foi realizada através de filmagens do arco e análise das características geométricas do cordão. Além disto, foi investigada a aplicação em junta sobreposta e em passe de raiz. O processo MIG/MAG-PV se mostrou eficaz com resultados satisfatórios de estabilidade, sobretudo nas soldas com formato de onda utilizando uma base positiva antes do pulso de corrente, onde nesta condição a gota em transferência é desacelerada e a soldagem apresenta-se livre de respingos. Na aplicação em juntas, o processo apresentou bons resultados de robustez aliada à produtividade
