Aplicação de um LASER de fibra de alta potência para soldagem autógena de juntas espessas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Richartz, Tiago de Souza
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/238628
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017
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spelling Aplicação de um LASER de fibra de alta potência para soldagem autógena de juntas espessasEngenharia mecânicaLasersSoldagemJuntas (Engenharia)Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017As últimas décadas mostraram de forma mais evidente a globalização do mercado, com a transmissão em tempo real de informações pelo mundo. Neste cenário, as indústrias precisam atualizar-se investindo em \"tecno-logias de ponta\" para se manterem competitivas buscando aliar qualida-de, produtividade e custo competitivo nos seus produtos e processos. É neste ambiente que o LASER ganha destaque. A introdução da tecnolo-gia LASER nas indústrias possibilita aumentar consideravelmente a capacidade de processos, a qualidade final de componentes produzidos, a velocidade de processamento de materiais, além de poder reduzir sen-sivelmente os custos decorrentes de retrabalhos e refugos. É neste ponto que este trabalho se insere. A soldagem de juntas espessas tem sido um grande desafio dentro do campo da fabricação, principalmente no que se refere a gerar um cordão de solda livre de descontinuidades. A proposta deste trabalho consiste em avaliar as características de juntas soldadas com um LASER de fibra de 10 kW instalado nas dependências do LMP-LASER/UFSC. Na soldagem autógena a LASER de juntas espessas no ponto de aplicação da energia do LASER se forma um canal de plasma, denominado de keyhole. Ao realizar o deslocamento da junta a ser sol-dada em relação à incidência de energia, a estabilidade do keyhole é fator fundamental para garantir uma boa qualidade final da junta soldada sendo a otimização dos parâmetros de processo a chave do sucesso. Para orientar esta investigação, utilizou-se do planejamento de experimentos DOE (Design Of Experiments) como ferramenta de estudo da influência dos parâmetros de entrada do processo. Foram utilizados dois materiais para os ensaios de grande aplicação na indústria, o aço SAE 1020 e o aço ASTM A516 gr. 70. Os experimentos foram conduzidos seguindo um método composto de três fases: preliminar, consolidação e aplica-ção. Foram testados potências na faixa de 1 a 10 kW e velocidades de soldagem de 0,6 a 6 m/min. Os resultados obtidos mostraram ser possí-vel utilizar o LASER de fibra de 10 kW na soldagem autógena, de cha-pas com até 10 mm de espessura, alcançando estabilidade do keyhole e minimizando as descontinuidades. O método de experimentação utiliza-do se mostrou eficaz no suporte necessário à condução dos experimen-tos, podendo servir de know-how para trabalhos futuros.Abstract: The last decades have shown the market globalization with the real-time transmission of information around the world. Industries need to en-hance themselves by investing in \"state-of-the-art technologies\" to re-main competitive seeking to combine quality, productivity and competi-tive prices in their products and processes. Inside this atmosphere that the LASER appears. The introduction of LASER technologies in indus-tries enables a significant increase in process capacity, the final quality of components produced, the speed of material processing, and a signifi-cant reduction in the costs related to rework. It is at this point that this work is inserted on. The welding of thick joints has been a major chal-lenge in fabrication processes, especially to generate a weld bead free of discontinuities. The purpose of this work is to evaluate the characteris-tics of welded joints with a 10 kW fiber LASER available in the LMP-LASER / UFSC facilities. The LASER autogenous welding of thick joints at the point of application of the LASER energy, a plasma channel the so called keyhole is formed. During the displacement butt-joint weld in relation to the incidence of energy, the keyhole stability is a funda-mental factor to ensure the final quality of the weld joint. In this context, parameters optimization is the main goal of this work. To guide this research, DOE (Design of Experiments) was employed as a tool to study the influence of input parameters. Two materials were used for the tests of great application in the industry, steel SAE 1020 and steel ASTM A516 gr. 70. The experiments were carried out following a three-phase method: preliminary, stabilization and application. LASER powers in the range of 1 to 10 kW and welding speeds of 0.6 to 6 m/min were tested. The results showed that it is possible to use 10 kW fiber LASER in autogenous welding of structural steel plates until 10 mm thick. The experimental method used in this work proved to be effective when used as guideline for the experiments, and might provide the know-how for future works.Weingaertner, Walter LindolfoPereira, MiltonUniversidade Federal de Santa CatarinaRichartz, Tiago de Souza2022-09-01T23:43:39Z2022-09-01T23:43:39Z2017info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis119 p.| ils., gráfs., tabs.application/pdf364405https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/238628porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-09-01T23:43:40Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/238628Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732022-09-01T23:43:40Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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