Uso de técnicas de termografia para detecção de discontinuidades no processo GTAW através do monitoramento da poça de fusão

Abstract

No presente trabalho foi feito a implementação de um sistema de monitoramento usando uma câmera de infravermelho com a finalidade de detectar discontinuidades no cordão de solda, tais como, o Humping durante o processo de soldagem GTAW. Em base a trabalhos anteriores, se planificaram desenhos fatoriais considerando como parâmetros de entrada a corrente e velocidade de soldagem, numa faixa de 150-250 A e 2-10 mm/s, respectivamente. Os resultados confirmam que a técnica pode detectar mudanças na geometria da poça de fusão tornando-se um suporte experimental para estudos teóricos e uma ferramenta em processos em soldagem onde a temperatura e os gradientes térmicos têm efeito sobre a estrutura e propriedades dos materiais. A verificação do efeito das variáveis corrente e velocidade de soldagem sobre a geometria do cordão de solda permitiu desenvolver modelos matemáticos mediante a Metodologia de Superfície de Resposta. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da obtenção de modelos matemáticos para prever o comportamento do processo dentro da região de trabalho. Além disso, as equações obtidas garantem um melhor entendimento físico dos fenômenos envolvidos nas alterações da distribuição de temperatura na poça de fusão durante a soldagem, para posteriormente sugerir ajustes nos parâmetros do processo e prevenir discontinuidades tipo “Humping” nos cordões de solda. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

In the present work a monitoring system was implemented in welds using an infrared camera to detect the discontinuities in the weld bead, such as Humping during the GTAW welding process. Based on previous works, factorial designs were planned taking into account the current and welding speed, a range 150-250 A and 2-10mm/s respectively, as input parameters. The results confirm that the technique can detect changes in the geometry of the weld pool, (becoming) an experimental support for theoretical studies, and a tool in welding processes where the temperature and the temperature gradients have an effect on the structure and properties of materials. The verification of the effect of the variables on the geometry of the weld bead in GTAW process, allowed for the development of mathematical models using Response Surface Methodology. The results show the feasibility of obtaining mathematical models to predict the behavior of the process within the region of work. Moreover, the equations provide a better understanding of the physical phenomena involved in the alterations of temperature distribution in the weld pool during welding, to advise further adjustments in process parameters and to prevent discontinuities such as "Humping" in welding beads.