UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA - ?· feitas soldagens sobre chapas de duas espessuras, utilizando-se…

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLNDIA UFU

    FACULDADE DE ENGENHARIA MECNICA FEMEC

    GRADUAO EM ENGENHARIA MECNICA

    LEONARDO MUTHI CORRA

    AVALIAO DA INFLUENCIA DO CALORMETRO EM

    SOLDAGENS TIG

    UBERLNDIA

    FEVEREIRO DE 2018

  • AGRADECIMENTOS

    minha famlia, meus pais, Denir e Djalma por sempre estarem presentes e nunca terem poupado esforos para os meus estudos.

    minha namorada Leticia, por sempre me colocar para cima nos momentos em que mais precisei.

    Ao professor e orientador Volodymyr Ponomarev, por todo o suporte, ateno e tempo gastos para que este trabalho fosse realizado.

    Ao Doutorando Diego, por acompanhar e ajudar em todas as etapas deste trabalho.

    Aos colegas que contriburam para que este trabalho fosse possvel.

  • RESUMO

    O objetivo deste trabalho foi verificar se o resfriamento forado, proporcionado pelo calormetro, afeta a geometria da zona afetada pelo calor e da zona fundida. Para isto, foram feitas soldagens sobre chapas de duas espessuras, utilizando-se o processo TIG. Uma chapa foi mantida no calormetro e outra fora. A escolha desse processo se deu em virtude dos poucos trabalhos realizados nesta rea, mostrando resultados sobre o fluxo trmico em soldas TIG realizadas sem metal de adio. Foi verificado que o calormetro e a espessura da chapa possuem pouca influencia sobre a regio afetada pelo calor e nenhuma influencia sobre a regio fundida. Alm disso, observou-se que a intensidade da corrente foi fator determinante na penetrao da solda.

    Palavras chaves: 1. Resfriamento Forado. 2. Soldagens. 3. TIG

  • ABSTRACT

    The objective of this work was to verify if the forced cooling provided by the calorimeter affects the geometry of the heat affected zone and the fusion zone. For this, welds were made on plates of two thicknesses using Tungsten Inert Gas process. One plate was held in the calorimeter and the other plate out. The choice of this process was due to the few studies carried out in this area, showing results about the heat flux in TIG welds performed without filler metal. It has been found that the calorimeter and the thickness plate have little influence on the heat affected region and no influence on the fusion region. In addition, it was observed that the intensity of the current was a determining factor in the penetration of the weld.

    Keword: 1. Forced Cooling. 2. Weldments. 3. TIG

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 1: Bocais para TIG...............................................................................................................15

    Figura 2: Curva Caracterstica Esttica da Fonte do tipo Corrente Constante........................16

    Figura 3 : Varetas de adio....................................................................................................22

    Figura 4: Esquema representativo do Calormetro de resfriamento contnuo.........................23

    Figura 5: Calormetro com fluxo contnuo de gua.................................................................23

    Figura 6: Esquema do calormetro de nitrognio lquido e de medio da massa do N2L evaporada..................................................................................................................................24

    Figura 7 : IMC Digiplus A7.....................................................................................................25

    Figura 8: Mecanismo utilizado................................................................................................26

    Figura 9: Regulador de argnio................................................................................................26

    Figura 10: Calormetro de gua utilizado.................................................................................27

    Figura 11: Reservatrio de fluido frio (gua)..........................................................................28

    Figura 12: Montagem do sistema............................................................................................28

    Figura 13: Placa de aquisio de sinais...................................................................................31

    Figura 14: Vlvula de esfera no reservatrio...........................................................................32

    Figura 15: Placa de 6,35 mm...................................................................................................33

    Figura 16: Placa de 9 mm........................................................................................................33

    Figura 17: Grfico da rea fundida..........................................................................................34

    Figura 18: Grfico da ZAC......................................................................................................35

  • LISTA DE TABELAS

    Tabela 1: Parmetros eltricos..................................................................................................34

    Tabela 2: Resultados macrogrficos........................................................................................34

  • SUMRIO

    1 .INTRODUO...................................................................................................................12

    2. REVISO BIBLIOGRFICA...........................................................................................13

    2.1 Processos de soldagem........................................................................................................13

    2.1.1 Soldagem GTAW (TIG)..................................................................................................13

    2.2 Equipamentos....................................................................................................................14

    2.2.1 Tochas..............................................................................................................................14

    2.2.2 Pinas ou mandril.............................................................................................................14

    2.2.3 Bocais...............................................................................................................................15

    2.2.4 Fontes de Energia.............................................................................................................15

    2.2.4.1 corrente contnua...................................................................................15

    2.2.4.2 corrente contnua pulsada......................................................................17

    2.2.4.3 corrente alternada.................................................................................17

    2.2.5 Eletrodos...........................................................................................................................18

    2.2.5.1 eletrodos de tungstnio puro..................................................................18

    2.2.5.2 eletrodos ligados....................................................................................18

    2.2.5.3 preparao do eletrodo.........................................................................19

    2.2.5.3.1 arredondamento..................................................................................19

    2.2.5.3.2 esmerilamento.....................................................................................19

    2.2.5.3.3 afiao qumica...................................................................................19

    2.3 Consumveis.......................................................................................................................20

    2.3.1 Gases de Proteo.............................................................................................................20

    2.3.1.1 Argnio..................................................................................................20

    2.3.1.2 hlio.......................................................................................................21

    2.3.2 Metais de Adio..............................................................................................................21

    2.4.Calormetro........................................................................................................................21

  • 2.4.1 Calormetro de gua.........................................................................................................21

    2.4.2 Calormetro de Nitrognio Lquido (N2L).......................................................................23

    2.5 Anlise Macrogrfica do Cordo de Solda.....................................................................24

    3. METODOLOGIA...............................................................................................................25

    3.1 Equipamentos Utilizados para Soldagem TIG...............................................................25

    3.1.1 Descrio do calormetro utilizado..................................................................................26

    3.1.2 Fontes de Erro no Calormetro de gua..........................................................................27

    3.2 Procedimentos Experimentais..........................................................................................28

    3.2.1 Bolha de Ar.......................................................................................................................32

    3.2.2 Vazo de gua..................................................................................................................32

    4. RESULTADOS....................................................................................................................33

    5.C