5.1. Processo MAG por Curto-Circuito Convencional
5.1.2 Análise geométrica dos cordões
As Tabs. 5.5 e 5.6 trazem as medidas realizadas da geometria dos cordões soldados na progressão ascendente e descendente selecionados nas etapas anteriores, bem como o seu desvio padrão (DESVPD). Em seguida, foi feita uma análise parcial da geometria dos cordões, em relação sua uniformidade, baseada no desvio padrão das características geométricas.
na progressão ascendente (reforço da face “RF”, reforço da raiz “RR” e largura da face “LF”) nas distintas posições (plana “P”, vertical “V” e sobrecabeça “SC”) com MAG curto-circuito convencional.
ENSAIO POSIÇÃO P [mm] V [mm] SC [mm] DESVPD [mm]
A1 RF 0,40 1,25 0,69 0,43 RR 1,26 0,69 0,19 0,54 LF 7,00 6,78 6,21 0,41 A2 RF 0,47 1,08 0,77 0,31 RR 2,03 0,71 0,48 0,84 LF 7,22 6,17 6,58 0,53 A10 RF 1,26 1,29 1,16 0,07 RR 0,27 0,21 0,15 0,06 LF 7,95 8,08 7,15 0,50 A15 RF 0,60 1,34 1,00 0,37 RR 2,06 0,40 0,00 1,09 LF 9,06 7,87 8,00 0,65 A16 RF 0,05 0,38 0,98 0,47 RR 1,43 1,50 0,33 0,66 LF 7,49 8,39 7,73 0,47
Tabela 5.6 – Característica geométrica e o desvio padrão (DESVPD) dos cordões soldados na progressão descendente (reforço da face “RF”, reforço da raiz “RR” e largura da face “LF”) nas distintas posições (plana “P”, vertical “V” e sobrecabeça “SC”) com MAG curto- circuito convencional.
ENSAIO POSIÇÃO P [mm] V [mm] SC [mm] DESVPD [mm]
D3 RF 0,60 0,42 1,13 0,37 RR 0,70 0,18 0,00 0,36 LF 8,17 9,83 8,90 0,83 D5 RF 0,10 0,71 1,00 0,46 RR 0,70 0,50 0,09 0,31 LF 7,52 8,05 6,68 0,69 D7 RF 0,39 0,50 1,29 0,49 RR 1,00 0,09 0,12 0,52 LF 8,12 8,60 7,97 0,33 D11 RF 0,23 0,29 0,49 0,14 RR 0,74 0,21 0,23 0,30 LF 8,36 9,62 7,88 0,90 D12 RF 0,64 0,50 0,98 0,25 RR 0,70 0,17 0,12 0,32 LF 8,52 8,90 7,90 0,50
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Na Tab. 5.5 verifica-se que os cordões soldados na progressão ascendente, em consequência da maior capacidade de penetração, geralmente apresentam maior reforço da raiz e menor reforço da face, quando comparado à progressão descendente (Tab. 5.6). Sendo que o reforço da raiz aumenta à medida que se aproxima da posição plana devido à maior penetração nesta posição, o que justifica a maior irregularidade do perfil da raiz.
Deste modo, a utilização de parâmetros que permitam o aumento da largura do cordão, apresentou influência significativa para o controle da penetração (redução) na progressão ascendente. É o caso da oscilação da tocha que, segundo Scotti e Ponomarev (2008), proporciona maior aquecimento das laterais da junta, o que aumenta a capacidade de molhamento da poça no metal de base. Além deste fator, destaca-se o uso de menor valor de velocidade de alimentação (menor corrente de soldagem). Como pode ser observado na Fig. 5.7, o ensaio A10 com a tocha oscilando apresentou maior uniformidade do reforço da face. Ou seja, verifica-se na Fig. 5.8 que houve um controle da penetração (redução) na posição plana. No entanto na Fig. 5.9, pode observar que os ensaios sem a oscilação da tocha (A1 e A2), apresentaram cordões mais estreitos e com largura da face mais uniformes.
Figura 5.7 – Comparação do reforço da face em cada região (sobre cabeça, vertical e plana), dos ensaios soldados na progressão ascendente com MAG curto-circuito convencional.
Figura 5.8 – Comparação do reforço da raiz em cada região (plana, vertical e sobre cabeça), dos ensaios soldados na progressão ascendente com MAG curto-circuito convencional.
Figura 5.9 – comparação da largura da face em cada região (plana, vertical e sobre cabeça), dos ensaios soldados na progressão ascendente com MAG curto-circuito convencional.
Na Tab. 5.6, observa-se que diferente da progressão ascendente, os cordões soldados na progressão descendente tendem a apresentar cordões com menor penetração,
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em decorrência do maior escorrimento do metal fundido, principalmente nas posições vertical e sobrecabeça. Em geral este comportamento pode ser observado na maioria dos cordões soldados na ascendente, como é mostrado nas Figs. 5.10, 5.11 e 5.12. Nas posições vertical e sobrecabeça os cordões tendem a apresentar menor reforço da raiz e menor reforço da face, em consequência da maior largura da face. Enquanto, como era esperado, na posição plana apresentam uma maior penetração, ou seja, maior reforço da raiz.
No ensaio D11, observa-se na Tab. 5.6 e nas Figs. 5.10 e 5.11 que a oscilação da tocha associada ao maior valor de velocidade de alimentação do arame (3,3 m/min) possibilitou um aumento da penetração na posição sobrecabeça, deixando o perfil da raiz mais uniforme (menor desvio padrão do reforço da raiz). Além disto, influenciou na redução do reforço da face nesta posição, o que também favoreceu a maior uniformidade do reforço da face.
Figura 5.10 – Comparação do reforço da face em cada região (plana, vertical e sobre cabeça), dos ensaios soldados na progressão descendente com MAG curto-circuito convencional.
Figura 5.11 – Comparação do reforço da raiz em cada região (plana, vertical e sobre cabeça), dos ensaios soldados na progressão descendente com MAG curto-circuito convencional.
Figura 5.12 – Comparação da largura da face em cada região (plana, vertical e sobre cabeça), dos ensaios soldados na progressão descendente com MAG curto-circuito convencional.
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5.1.2.2 Efeito dos fatores na geometria do cordão
Na Tab. 5.7 são mostrados os níveis de significância (p) obtidos pela análise de variância global dos fatores para as soldas realizadas da progressão ascendente. Observa- se que a oscilação de tocha influenciou significativamente todo o perfil do cordão nesta progressão, como pode ser observado na Fig. 5.13. Estes resultados corroboram o que foi avaliado durante a seleção visual dos melhores cordões obtidos, ou seja, a oscilação da tocha favoreceu o maior controle da penetração. Ainda na Tab. 5.7 observa-se que a velocidade de alimentação afetou de forma significativa no reforço da face e da raiz dos cordões.
A tensão de soldagem também influenciou significativamente no aumento do reforço da raiz dos cordões. A tensão promoveu o aumento do reforço da raiz e a redução do reforço e da largura da face, onde o maior nível (20 V) proporcionou a perfuração do cordão (reforço da face negativo, alto reforço da raiz e baixa largura da face), como mostrado na Fig. 5.15.
Na Fig. 5.16 observa-se que o ângulo da tocha positivo (empurrando) apresentou um comportamento semelhante ao ângulo negativo (puxando), onde o reforço da raiz tende a aumenta e reduz o reforço da face (aumenta a penetração).
Tabela 5.7 – Níveis de significância "p" para cada resposta (reforço da face (RF), reforço da raiz (RR) e largura da face (LF)) soldados na progressão ascendente com processo MAG curto-circuito convencional. Fatores Respostas RF RR LF Mean/Interc. 0,005546 0,000005 0,000005 Osc (1) 0,000638 0,000443 0,001074 (1)Valim (L)
-
0,038431-
Valim (Q) 0,003368 0,003299 0,078690 (2)U (L) 0,000006 0,000017 0,000916 U (Q) 0,175751 0,115316 0,041518 (3)Ang (L) --
-
Ang (Q) - - 0,165217 1Lby 2L - 0,064425 - 1Lby 3L - - - 2Lby 3L - - -Figura 5.13 – Efeito da oscilação da tocha na geometria dos cordões soldados na
progressão ascendente para MAG curto-circuito convencional, onde: “1” sem oscilação; e “2” com oscilação.
Figura 5.14 – Efeito da velocidade de alimentação na geometria dos cordões soldados na progressão ascendente para MAG curto-circuito convencional, onde: “-1” é 2,3 m/min; “0” é 2,8 m/min; e “1” é 3,3 m/min.
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Figura 5.15 – Efeito da tensão na geometria dos cordões soldados na progressão
ascendente para MAG curto-circuito convencional, onde: “-1” é 18 V; “0” é 19 V; e “1” é 20 V.
Figura 5.16 – Efeito do ângulo da tocha na geometria dos cordões soldados na progressão ascendente para MAG curto-circuito convencional, onde: “-1” é -10°; “0” é 0°; e “1” é 10°.
variância global dos fatores para as soldas realizadas da progressão de soldagem descendente. Observa-se que o efeito da oscilação da tocha na descendente não foi significativo, porém na Fig. 5.17, nota-se uma tendência em reduzir a penetração dos cordões, evidenciada pelo menor reforço da raiz.
Observa-se na Tab. 5.8 que a velocidade de alimentação do arame influenciou no reforço da raiz e na largura da face, onde o reforço da raiz aumenta com a velocidade de alimentação, enquanto a largura do cordão é maior para velocidade de alimentação de 2,8 m/min, como é mostrado na Fig. 5.18. Observa-se também que a tensão de soldagem afetou apenas a largura do cordão. Na Fig. 5.19 nota-se que a largura aumentou com a tensão.
Diferente do observado na ascendente, na progressão de soldagem descendente a tocha com ângulo positivo (empurrando) apresentou uma tendência a reduzir a penetração do cordão, aumentou o reforço da face e reduziu o reforço da raiz, enquanto o ângulo negativo (puxando) promove o aumento da penetração, com a redução do reforço da face e o aumento do reforço da raiz (Fig. 5.20).
Tabela 5.8 – Níveis de significância "p" para cada resposta (reforço da face (RF), reforço da raiz (RR) e largura da face (LF)) soldados na progressão descendente com processo MAG curto-circuito convencional. Fatores Respostas RF RR LF Mean/Interc. 0,000023 0,806459 0,000000 Osc (1) 0,341248 0,413347 0,922688 (1)Valim (L) - 0,013378 - Valim (Q) - 0,217369 0,021745 (2)U (L) - - 0,001448 U (Q) - 0,261520 0,147227 (3)Ang (L) 0,190736 0,052755 0,018532 Ang (Q) - - - 1Lby 2L 0,064894 - 0,116573 1Lby 3L 0,024500 - 0,115471 2Lby 3L - - -
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Figura 5.17 – Efeito da oscilação da tocha na geometria dos cordões soldados na
progressão descendente para MAG curto-circuito convencional, onde: “1” sem oscilação; e “2” com oscilação.
Figura 5.18 – Efeito da velocidade de alimentação na geometria dos cordões soldados na progressão descendente para MAG curto-circuito convencional, onde: “-1” é 2,3 m/min; “0” é 2,8 m/min; e “1” é 3,3 m/min.
Figura 5.19 – Efeito da tensão na geometria dos cordões soldados na progressão
descendente para MAG curto-circuito convencional, onde: “-1” é 18 V; “0” é 19 V; e “1” é 20 V.
Figura 5.20 – Efeito do ângulo da tocha na geometria dos cordões soldados na progressão descendente para MAG curto-circuito convencional, onde: “-1” é -10°; “0” é 0°; e “1” é 10°.
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