Estudo da transferência do metal de adição no processo GMAW por filmagem de alta velocidade e aquisição de sinais elétricos

Abstract

O modo de transferência do metal de adição no processo de soldagem GMAW (Gas Metal Arc Welding) tem um importante papel na estabilidade do arco elétrico, na quantidade de gases absorvida pelo metal fundido na poça de fusão, na determinação da possibilidade de aplicação em certas posições de soldagem e influencia no nível de respingos gerados. O objetivo deste trabalho consistiu em obter imagens da transferência do metal até a poça de fusão, para mapear as regiões de transferência e suas fronteiras. Além disso, sinais elétricos de corrente de soldagem e tensão de arco foram adquiridos e comparados com as imagens geradas para confirmar os resultados. As imagens de alta velocidade serviram para identificar os modos de transferência do metal. Neste trabalho, uma câmera de alta velocidade foi utilizada para obter imagens dos arcos elétricos gerados por arames-eletrodos ER70S-6 com três diferentes diâmetros (0,8 1,0 e 1,2 mm) no processo GMAW, empregando diferentes gases (Ar e CO2) e misturas gasosas (Ar + 10% CO2, Ar + 25% CO2, Ar + 2% O2) como gás de proteção. Os modos de transferência do metal puderam ser observados em taxas de 5000 e 8000 quadros por segundo. Os valores médios dos sinais elétricos dos parâmetros de soldagem adquiridos foram representados em gráficos, onde se verificaram regiões pertencentes a cada modo de transferência. Além dos modos de transferência por curtocircuito, globular e aerossol, foram detectados modos de transferência intermitentes do metal.

Weld metal transfer modes in GMAW (Gas Metal Arc Welding) process have an important role in electric arc stability, in the amount of absorbed gases by the melted metal, allow outof- position welding and influence in sparkles generation. The objective of the present work is to obtain images of the metal transfer to the weld pool, in order to better characterize the transfer modes boundaries. Besides, electric signals of welding current and voltage were acquired and compared with the generated images to confirm the results. High speed imaging helps to identify the weld metal transfer mode. In this work, a high speed camera was used to get images and movies of welding arcs generated by three different AWS ER70S-6 wire diameters (0,8 1,0 and 1,2 mm). Also, different shielding gases and mixtures were tested (Ar, Ar + 2% O2, Ar + 10% CO2, Ar + 25% CO2 and CO2). Metal transfer modes could be observed at a frame rates of 5000 and 8000 fps. Mean values of the welding parameters acquired electrical signals were plotted, where metal transfer regions were found, belonging for each transfer mode. Besides short-circuit, globular and spray transfer modes, interchangeable metal transfer modes were detected.