SIMULAÇÃO PARA O PREENCHIMENTO DO BURACO POR CAMADAS SUCESSIVAS

Para a análise de preenchimento dos buracos foi escolhido somente um tipo de figura para o buraco, neste caso, a mais fácil para analisar é uma figura retangular cujas dimensões se seguem nas Figuras 4.85 e 4.86. Também foi escolhido o valor das paredes do buraco com forma oblíqua a 45º já que com testes para soldas em buracos com paredes retangulares apresentava defeitos na borda devido à formação de dois arcos quando o bico de contato ou arame fica muito perto da parede, esta formação de dois arcos ocorre quando a distância é igual ou menor à distância do arame com o fundo do buraco, isto é, resolvido com amanteigamento ou desbaste da peça nas bordas, ou com mudanças de ângulo da tocha em suas bordas. A simulação do preenchimento foi feita em Ansys e Rhinoceros .

Figura 4.85. Exemplo de buraco retangular para as provas.

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Figura 4.87. Cálculo de quantidade de passes com superposição 50% na primeira camada.

O cálculo foi de 9 passes na primeira camada com largura 5,42, altura 2,7 e superposição 50%. Desta forma, com 3 camadas os cordões chegam até a borda do buraco no ponto de interseção lateral entre eles e não se tem falta de material para o buraco e o cordão fica um pouco acima do nivel do buraco para ser lixado no final, na etapa de acabamento.

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Figura 4.88. Cálculo da quantidade de passes com superposição 50% nas três camadas e cálculo de ângulo ótimo para o buraco.

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Para prencher o buraco com superposição 50% é necessário um cordão com largura de 5,42 mm, assim, podemos diminuir a corrente e a velocidade do arame; para obter um cordão com essas características, com a utilização das tabelas feitas para os cordões que apresentaram as melhores características é mais fácil encontrar esses valores requeridos baseando-se em valores já parametrizados para cordões com boas características geométricas e de estabilidade.

Figura 4.90. Cálculo de defeitos por fluxos de massa.

As zonas representadas em vermelho são zonas onde há ausência de fluxo de massa e as zonas em azul são zonas de massa restante. Já as zonas em azul iriam cobrir as zonas em vermelho, mas com um erro, devido a pequenas diferenças da área; outro erro está nas superposições entre cordões e nos deslocamentos de massa calculados anteriormente que o programa não calcula. Portanto, o valor de massa ficará sempre acima do valor calculado no programa. A análise foi feita em Ansys e se realizou principalmente para a análise das bordas do buraco. Os valores calculados são apresentados abaixo:

Vermelhas: Área acumulativa = 5.60683626 (+/- 1e-09) milímetros quadrados para 3 superfícies

Azuis: Área acumulativa = 1.57995229 (+/- 1e-09) milímetros quadrados para 2 superfícies

Vermelho 1 Área = 1.08315591 (+/- 1e-09) milímetros quadrados Vermelho 2 Área = 0.870547618 (+/- 1e-10) milímetros quadrados Vermelho 3 Área = 3.65313274 (+/- 1e-09) milímetros quadrados Azul 1 Área = 0.270027123 (+/- 1e-10) milímetros quadrados Azul 2 Área = 1.30992517 (+/- 1e-09) milímetros quadrados Azul 3 Área = 2.88403392 (+/- 1e-09) milímetros quadrados

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CONCLUSÕES

Os diferentes critérios e a metodologia proposta nesta pesquisa permitiram atingir parâmetros ótimos para o modo de transferência GMAW-P diminuindo a realização de experiências ou testes. Ainda, permitiram encontrar uma faixa de valores onde podemos encontrar conjuntos de dados que fornecem resultados satisfatórios para uma boa geometria do cordão.

A técnica para as análises de sinais com a Transformada Rápida de Fourier e aplicação de filtros permite verificar as irregularidades e instabilidade do sinal no domínio da frequência em setores que apresentaram mudanças na homogeneidade e intensidade dos pulsos, causadas por variações de corrente, tensão e mudanças na frequência.

Os cordões com boa geometria e com ausência de respingos em GMAW-P são fornecidos quando se têm sinais com pulsos uniformes de alta frequência, acima de 230 Hz, e quando é gerada uma gota por pulso que tem um raio proporcional ao do arame ou menor. Para observar a geração de uma única gota por pulso foram analisados os oscilogramas de tensão e avaliados mediante a técnica de perfilografia.

Obteve-se uma diminuição de energia e corrente média, com o modo de transferência GMAW-P, comparado com o modo goticular na transferência GMAW Convencional, para correntes acima da corrente de transição.

A determinação de parâmetros e modos de transferência metálica com o mapeamento dos dados, análises de oscilogramas da corrente e tensão, junto com as imagens obtidas por meio da filmagem de alta velocidade, concordam obtendo a mesma tendência nos resultados na determinação de boas características do cordão.

A técnica de mapeamento de correntes e tensão com análises de sinais por Fourier requer um menor custo computacional, e pode ser utilizada com sucesso para trabalhos que exijam maior velocidade da informação.

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A análise das imagens obtidas pela técnica de perfilografia junto com estudos dos oscilogramas possibilitou a delimitação de uma região de estudo com boas características da geometria do cordão e com ausência de respingos, apresentada no modo de transferência goticular tanto para a transferência GMAW Convencional quanto para Pulsado.

A frequência de queda da gota é menor com GMAW-P que com GMAW Convencional, mas com o modo Pulsado se tem mais uniformidade na frequência de queda da gota e no tamanho da gota com mais estabilidade durante o processo e desprendendo só uma gota por pulso com frequência sempre igual, apresentando um desvio padrão pequeno na variação do fluxo de massa por unidade de tempo.

As considerações matemáticas das superposições de cordões e as simulações feitas em

Rhinoceros para avaliar os deslocamentos nas superposições e a geração de camadas estão de

acordo com os resultados experimentais desta pesquisa, mas cabe ressaltar que ocorreram, na fase experimental, problemas adicionais que tiveram que ser corrigidos, como, por exemplo, as mudanças na estabilidade e na geometria durante a formação de camadas, ocasionados pela geração de fumaça e aumento de calor no material de base.

As imagens de alta velocidade obtidas mediante a técnica de perfilografia são de muita utilidade na avaliação de outras técnicas que não requerem uma densidade alta de informação ou de baixo custo computacional, o qual é importante na hora de fazer controle online.

O processamento de imagens com aplicação de vários filtros e técnicas feitas em MatLab apresentou excelentes resultados na determinação das medidas, do tamanho, da frequência, comportamento e destacamento da gota, atendendo às expectativas esperadas.

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