SOLDAGEM ROBOTIZADA COM ELETRODO REVESTIDO UTILIZANDO CONTROLE DE COMPRIMENTO DO ARCO ELÉTRICO COM COMPENSAÇÃO DA TEMPERATURA DO ELETRODO
COVERED ELECTRODE ROBOTIC WELDING WITH ARC LENGTH CONTROL USING COMPENSATION OF DROP VOLTAGE ALONG THE ELECTRODE AS A FUNCTION OF TEMPERATURE
Lima II, Eduardo José; Bracarense, Alexandre Queiroz
http://dx.doi.org/10.4322/tmm.00402007
Tecnol. Metal. Mater., vol.4, n2, p.33-38, 2007
Resumo
Nesse trabalho são mostrados os resultados obtidos na soldagem com eletrodo revestido utilizando robôs antropomórficos. A robotização da soldagem com eletrodo revestido alia os benefícios da robotização, como qualidade, repetibilidade, rastreabilidade e flexibilidade às particularidades inerentes ao processo, como o controle da composição química e da microestrutura da junta soldada por meio das diferentes variações de eletrodos e revestimentos. O movimento de mergulho deve ser realizado na poça de fusão mantendo constante o comprimento do arco, independentemente da velocidade de soldagem. Para a determinação do comprimento do arco, a tensão da máquina de solda e a temperatura no eletrodo são monitoradas, de forma a compensar o aumento da taxa de fusão e da resistividade elétrica do material. Observa-se que, controlando apenas a tensão, apesar de o robô conseguir mantê-la constante, o comprimento do arco aumenta significativamente no final do cordão, pois a queda de tensão sobre o eletrodo diminui durante o seu consumo. Para compensar esse efeito, essa queda de tensão foi modelada considerando a diminuição do comprimento do eletrodo e o aumento da resistividade elétrica com a temperatura. Dessa forma, foi possível manter o comprimento do arco constante até o final do cordão.
Palavras-chave
Soldagem, Eletrodo revestido, Robotização, Controle
Abstract
The objective of this work is to show the results obtained with the shielded metal arc welding (SMAW) using an anthropomorphic robot. The procedure allies the robotization benefits such as quality, repeatability, traceability and flexibility to the ones inherent of the SMAW process, such as the chemical composition and microstructure control by using different electrodes and coatings. The diving movement must be done into the weld pool, maintaining the arc length constant, independently of the translation speed. To determine the arc length, the welding voltage and the electrode temperature are monitored, in order to compensate the melting rate and the material electric resistivity increase. It is observed that, controlling only the voltage, although the robot is able to keep it constant, the arc length significantly increases at the end of the weld bead, because the voltage drop on the electrode diminishes during electrode consumption. To compensate this effect, the voltage drop is modeled considering the electrode length reduction and the electric resistivity increase with the temperature. It is possible to keep the arc length constant during the entire welding.
Keywords
Shielded metal arc welding, Robotization, Control
Referências
1 BRACARENSE, A.Q. Shielded metal arc welding electrode heating control by flux ingredients substitution. 1994. 268 p. (Thesis - Doctor in Metallurgical and Material Engineering). Golden, Colorado: Colorado School of Mines, 1994.
2 BATANA, J.R. Modelamento da taxa de fusão através da monitoração da temperatura do eletrodo revestido para soldagem robotizada. 1998. 86p. (Dissertação de mestrado). Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais. Belo Horizonte: UFMG, 1998.
3 JUERS, R.H. Naval surface welfare center. Welding Brazing and Soldering, ASM Handbook, 1993.
4 KANG, D., Development of an arc voltage control mechanism for underwater wet SMAW process, M.Sc. thesis, Ohio State University, 1996.
5 CRAIG, J. J., Introduction to Robotics Mechanics and Control, Addison-Wesley Publishing Company, Inc, 1989.
6 Metals Handbook: Properties and Selection: Irons and Steels, v. 1. ASM International, Materials Park, Ohio, 1978.
7 DANTAS, C. M., LIMA II, E. J., BRACARENSE, A. Q., Análise da Viabilidade de Utilização de um Mandril Instrumentado com Termopares para a Soldagem Robotizada com Eletrodo Revestido, XXXI CONSOLDA - Congresso Nacional de Soldagem, São Paulo – SP, 2005.
8 BERG, J., LARIGALDE, A., Melting rate of coated electrodes. Welding Journal, v. 32, n. 5, p. 268-271, 1952.
9 LIMA II, E. J., Soldagem Robotizada com Eletrodo Revestido. Tese de doutorado, Universidade Federal de Minas Gerais, Departamento de Engenharia Mecânica, 2006.
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email