Estudo dos Parâmetros de Polaridade Negativa na Soldagem MIG/MAG Polaridade Variável para Revestimento

Baumgaertner, Alexandre José; Gonzalez, Arnaldo Ruben

doi:10.1590/0104-9224/SI2201.06

Alexandre José Baumgaertner Filho

Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, Laboratório de Soldagem & Técnicas Conexas, Porto Alegre, RS, Brasil.

Arnaldo Ruben Gonzalez

Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, Laboratório de Soldagem & Técnicas Conexas, Porto Alegre, RS, Brasil.

E-mails: alexandre.baumgaertner@ufrgs.br (AJBF), ruben@mecanica.ufrgs.br (ARG)

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Figura 1
Demonstração dos parâmetros da curva de corrente no processo MIG/MAG PV.

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Figura 2
Esquema do cordão de solda livre sobre a chapa (bead-on-plate: BOP) e as áreas usadas na determinação da Diluição.

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Figura 3
Equipamentos utilizados no experimento.

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Figura 4
(a) Cordão de Solda Ensaio #1 (corpo de prova #11); (b, c) macrografias Ensaio #1.

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Figura 5
Resultado da Diluição (%) para cada combinação de parâmetros da .

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Figura 6
Estimativa da proporção dos efeitos por fator sobre a área A.

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Figura 7
Gráfico dos efeitos dos parâmetros principais sobre a área A.

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Figura 8
Gráfico de Contorno da área A em relação a In e Tn com Tb = 10 ms (a); e com Tb = 15 ms (b).

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Figura 9
Gráfico dos efeitos dos parâmetros principais sobre a área B.

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Figura 10
Gráfico dos efeitos principais para a área B.

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Figura 11
Gráfico da interação dos fatores para a área B em relação a In e Tn (a); e área B em relação a In e Tb (b).

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Figura 12
Gráfico de Contorno da área B em relação a In e Tn com Tb = 5 ms (a); e área B em relação a In e Tb com Tn = 15 ms (b).

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Figura 13
Gráfico comparativo entre valores observados e valores estimados para a área A (a); e área B (b).

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Tabela 1
Parâmetros independentes e os níveis de variação no projeto de experimentos.

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Tabela 2
Matriz do planejamento do experimento Box-Behnken.

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Tabela 3
Variáveis resposta.

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Tabela 4
Resultados da geometria dos cordões de solda dos ensaios do experimento.

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Tabela 5
Análise de Variância dos parâmetros I_n, T_n e I_p sobre a área A.

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Tabela 6
Análise de Variância dos parâmetros I_n, T_n e I_p sobre a área B.

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Tabela 7
Níveis necessários para otimização da área A e área B.

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Tabela 8
Valores dos parâmetros principais In, Tn e Tb para minimizar a diluição.

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Tabela 9
Comparativo do valor de diluição cálculo e observado.

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

Parâmetros
In [A]: X₁	–150	–100	–50
Tn [ms]: X₂	5	10	15
Tb [ms]: X₃	5	10	15

Sequência de ensaios
1 (ponto central)	–100	10	10
2	–100	15	15
3	–100	5	15
4	–150	10	15
5	–150	15	10
6	–50	10	15
7	–50	5	10
8	–50	10	5
9	–100	15	5
10	–100	5	5
11 (ponto central)	–100	10	10
12	–150	10	5
13 (ponto central)	–100	10	10
14	–150	5	10
15	–50	15	10

Variável Resposta	Objetivo / alvo
A: Área A [mm²]	Minimizar
B: Área B [mm²]	Maximizar

#	Tb (ms)	Tn (ms)	In (A)	Área A (mm²)	Área B (mm²)	Diluição (%)
1	10	10	–100	3,24	18,29	15,05
2	15	15	–100	2,65	15,87	14,3
3	15	5	–100	3,87	14,64	20,89
4	15	10	–150	3,43	19,68	14,85
5	10	15	–150	3,38	25,12	11,86
6	15	10	–50	2,12	12,58	14,44
7	10	5	–50	3,57	15,13	19,09
8	5	10	–50	2,84	14,33	16,56
9	5	15	–100	3,32	18,63	15,14
10	5	5	–100	4,82	20,18	19,3
11	10	10	–100	3,29	17,71	15,67
12	5	10	–150	4,77	25,38	15,83
13	10	10	–100	2,96	17,39	14,52
14	10	5	–150	4,24	20,82	16,92
15	10	15	–50	1,9	13,3	12,52

Fator	SQ	GDL	QM	F	Valor-p	Significância
I_n [A] (L)	3,624778	1	3,624778	110,9909	0,008890	Significativo
I_n [A] (Q)	0,063323	1	0,063323	1,9390	0,298393	Não-Signif.
T_n [ms] (L)	3,438753	1	3,438753	105,2948	0,009364	Significativo
T_n [ms] (Q)	0,217205	1	0,217205	6,6508	0,123183	Não-Signif.
T_b [ms] (L)	1,705705	1	1,705705	52,2288	0,018614	Significativo
T_b [ms] (Q)	0,253052	1	0,253052	7,7485	0,108462	Não-Signif.
I_n (L) por T_n (L)	0,162006	1	0,162006	4,9606	0,155802	Não-Signif.
I_n (L) por T_b (L)	0,097344	1	0,097344	2,9807	0,226406	Não-Signif.
T_n (L) por T_b (L)	0,019881	1	0,019881	0,6088	0,516935	Não-Signif.
Falta de ajuste	0,177551	3	0,059184	1,8122	0,374928
Erro Puro	0,065317	2	0,032658
Total	9,832204	14

Fator	SQ	GDL	QM	F	Valor-p	Significância
I_n [A] (L)	159,0704	1	159,0704	762,1439	0,001310	Significativo
I_n [A] (Q)	1,9531	1	1,9531	9,3576	0,092307	Não-Signif.
T_n [ms] (L)	0,5800	1	0,5800	2,7787	0,237451	Não-Signif.
T_n [ms] (Q)	0,0163	1	0,0163	0,0783	0,805863	Não-Signif.
T_b [ms] (L)	30,9881	1	30,9881	148,4715	0,006668	Significativo
T_b [ms] (Q)	1,0596	1	1,0596	5,0769	0,153010	Não-Signif.
I_n (L) por T_n (L)	9,4004	1	9,4004	45,0393	0,021490	Significativo
I_n (L) por T_b (L)	3,9105	1	3,9105	18,7362	0,049447	Significativo
T_n (L) por T_b (L)	1,9321	1	1,9321	9,2572	0,093173	Não-Signif.
Falta de ajuste	1,1074	3	0,3691	1,7687	0,381086
Erro Puro	0,4174	2	0,2087
Total	210,67	14

Variável Resposta: Critério	Fatores
Variável Resposta: Critério	In [A]	Tn [ms]	Tb [ms]
A: Área A [mm²]: Minimizar	-50	15	15
B: Área B [mm²]: Maximizar	-150	15	5

Variável Resposta: Critério	Fatores
Variável Resposta: Critério	In [A]	Tn [ms]	Tb [ms]
D: Diluição [%]: Minimizar	–50	15	11,50

Coeficiente de Regressão	Valor Medido (%)	Valor Equação (%)	Diferença
Ensaio 15 In = –50 A	12,52	11,91	+0,61

[1] E-mails: alexandre.baumgaertner@ufrgs.br (AJBF), ruben@mecanica.ufrgs.br (ARG)

Brasil

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Estudo dos Parâmetros de Polaridade Negativa na Soldagem MIG/MAG Polaridade Variável para Revestimento

Study of Negative Polarity Parameters in MIG/MAG Variable Polarity Welding for Cladding

Resumo