Influência da oscilação magnética do arco elétrico na geometria de paredes multicamadas de passe único fabricadas por manufatura aditiva baseada na soldagem GTAW

• Autor(a) principal: Diego Raimundi Corradi
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/34352
• topic: Manufatura aditiva; GTAW; Oscilação magnética; Arco elétrico; Poça de fusão; Transbordamento; Eficiência de deposição; Engenharia mecânica; Processos de fabricação; Manufatura aditiva; Soldagem

Peças fabricadas por manufatura aditiva baseada em soldagem a arco elétrico apresentam um acabamento superficial de má qualidade e precisam passar por operações de usinagem antes de serem colocadas em serviço. Nessa etapa, o ideal é que a quantidade de material removido seja a menor possível para evitar o desperdício de matéria prima. Entretanto, em estruturas de parede fina, essa quantidade se torna expressiva por causa do fenômeno de transbordamento da poça de fusão. Neste trabalho, para minimizar este problema, aplicou-se a técnica de oscilar o arco elétrico de soldagem por força magnética durante a deposição dos cordões de solda. Assim, paredes multicamadas de passe único de aço baixo carbono e liga de titânio Ti6Al4V foram fabricadas por manufaturada aditiva baseada no processo GTAW com e sem oscilação magnética do arco elétrico e a influência dessa técnica na geometria da parede e na estabilidade do processo foi investigada. As características geométricas foram analisadas a partir de macrografias das seções transversais e os efeitos de diferentes padrões e frequências de oscilação no comportamento do arco elétrico, da transferência metálica e da poça de fusão foram avaliados a partir de imagens e vídeos produzidos durante o processo. Os resultados mostram que a parede se torna mais fina e a distribuição de material ao longo de seu comprimento se torna mais homogênea quando a técnica é aplicada. Uma explicação para os efeitos da oscilação magnética do arco elétrico na geometria das paredes baseada em forças que agem na poça de fusão durante a deposição das camadas de solda foi feita. Por causa do movimento oscilatório do arco elétrico, o calor é distribuído em uma área maior e a potência específica é reduzida. Assim, menos camadas pré-depositadas são refundidas, e o volume e o peso da poça de fusão diminuem. A distribuição de pressão do arco também se torna menos concentrada e a força do arco sobre a poça de fusão é reduzida. Além disso, uma força eletromagnética surge no metal fundido, o que contribui para mudança de direção da força resultante na poça de fusão. Por fim, conclui-se que a oscilação magnética do arco elétrico é capaz de minimizar o transbordamento de metal fundido e aumentar a eficiência de deposição do processo.