Desenvolvimento e avaliação de um algoritmo alternativo para soldagem MIG sinérgica de alumínio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Vilarinho, Louriel Oliveira
Data de Publicação: 2000
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27324
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2000.14
Resumo: Although the pulsed GMAW allows overcoming limitations of the metal transfer in the conventional GMAW, the pulse parameter selection remains still a serious obstacle hindering its wide utilization. The synergic "command" helps to solve this problem due to an automatic determination of process variables. The algorithm of the conventional synergic command is based on the main premise that a stable arc is conditioned to only one droplet per pulse (ODPP). To simplify calculus, this commercial synergic command uses linear models which ignore any influence of the electrical parameters at the base period (base current and its duration) on the droplet formation. As a consequence of such simplifications, synergic command algorithms might conduct to wrong values of preset parameters and to not satisfy the main premise. The main objective of this work was to develop and assess a new synergic command algorithm that adopts more realistic calculus of the pulse parameters. It is aimed also to verify the influence of the pulse parameters on the ODPP conditions. Another objective was to determine possibilities and limitations of a new technique of visualization and measuring regarding metal transfer phenomenon, which is called Synchronized Shadowgraph method. In order to fulfil these tasks, primarily the ODPP conditions for base fixed parameters were determined. This was done using an electronic power supply, a data acquisition system (for welding current and arc voltage signals) and a Synchronized Shadowgraph system, consisting of a laser beam head, optics components, a high speed video camera and an interface unit to synchronize the current and voltage signals with the camera images. After the ODPP conditions had been determined, the base current parameters were altered, keeping the same peak current parameters, in order to verify whether the time point of the droplet detachment at the end of the current pulse was being shifted. It has been established that the ODPP region can be accurately determined by Synchronized Shadowgraph technique and the base current parameters did not seriously affect the ODPP conditions. Thus, by principie, both the commercial synergic command and the proposed one could be used. However, the new algorithm has a great advantage; it guarantees more precise calculation of the pulse parameters and the wire feed speed rate, leading to an arc length closer to the desired one and it provides formation of droplets of a size closer to the electrode diameter.
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As a consequence of such simplifications, synergic command algorithms might conduct to wrong values of preset parameters and to not satisfy the main premise. The main objective of this work was to develop and assess a new synergic command algorithm that adopts more realistic calculus of the pulse parameters. It is aimed also to verify the influence of the pulse parameters on the ODPP conditions. Another objective was to determine possibilities and limitations of a new technique of visualization and measuring regarding metal transfer phenomenon, which is called Synchronized Shadowgraph method. In order to fulfil these tasks, primarily the ODPP conditions for base fixed parameters were determined. This was done using an electronic power supply, a data acquisition system (for welding current and arc voltage signals) and a Synchronized Shadowgraph system, consisting of a laser beam head, optics components, a high speed video camera and an interface unit to synchronize the current and voltage signals with the camera images. After the ODPP conditions had been determined, the base current parameters were altered, keeping the same peak current parameters, in order to verify whether the time point of the droplet detachment at the end of the current pulse was being shifted. It has been established that the ODPP region can be accurately determined by Synchronized Shadowgraph technique and the base current parameters did not seriously affect the ODPP conditions. Thus, by principie, both the commercial synergic command and the proposed one could be used. However, the new algorithm has a great advantage; it guarantees more precise calculation of the pulse parameters and the wire feed speed rate, leading to an arc length closer to the desired one and it provides formation of droplets of a size closer to the electrode diameter.Dissertação (Mestrado)Embora o processo MIG pulsado tenha superado limitações do processo MIG convencional, principalmente quanto ao controle da transferência, a seleção das variáveis torna-se um sério obstáculo para sua utilização. O comando sinérgico surgiu como uma forma de superar este obstáculo por determinar as variáveis do processo automaticamente, baseando-se na premissa principal de que a estabilidade do arco está condicionada ao destacamento de uma única gota com diâmetro próximo ao eletrodo em cada pulso (UGPP). Os comandos sinérgicos comerciais desprezam o efeito do parâmetros de base sobre a formação da gota, além de simplificar os cálculos por adotar modelos lineares. Como conseqüência destas simplificações, os algoritmos destes comandos sinérgicos podem levar à imprecisão do ajuste de parâmetros e a não satisfazer a premissa principal. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar um novo algoritmo que adote cálculos mais realistas e verificar qual a influência dos parâmetros de pulso, calculados pelo novo algoritmo, sobre as condições de UGPP. Objetiva-se, também, aplicar uma nova técnica de visualização e quantificação de transferência metálica, denominada de Shadowgrafia Sincronizada. Para tal, foi inicialmente determinada a região de UGPP, para uma dada condição de base fixa, utilizando-se uma fonte de soldagem eletrônica, um sistema de aquisição de dados para monitorar tensão e corrente e o sistema de Shadowgrafia Sincronizada, composto de uma fonte de laser, componentes ópticos, uma câmera de video de alta velocidade e uma interface para sincronizar os sinais de corrente e tensão com as imagens da câmera. Após a determinação da região de UGPP, variou-se os parâmetros de base, fixando-se os parâmetros de pico, de forma a verificar se o modo de destacamento ao fim do pulso se alterava. Conclui-se que através da técnica de Shadowgrafia Sincronizada consegue-se obter com grande precisão a região de UGPP e que esta região não é afetada pelos parâmetros de base. Assim, a princípio, tanto os comandos sinérgicos comerciais, quanto o próprio algoritmo sinérgico proposto poderíam ser utilizados. Entretanto, este último apresenta uma grande vantagem por calcular com maior precisão os parâmetros de pulso e a velocidade de alimentação, de forma a se obter um comprimento de arco desejado e propiciar um diâmetro da gota próximo ao diâmetro do eletrodo.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaScotti, Américohttp://lattes.cnpq.br/5719116057125057Ferraresi, Valtair AntônioVladimir, VladimirVilarinho, Louriel Oliveira2019-11-11T22:17:25Z2019-11-11T22:17:25Z2000info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfVILARINHO, Louriel Oliveira. Desenvolvimento e avaliação de um algoritmo alternativo para soldagem MIG sinérgica de alumínio. 2000. 121 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2000.14https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27324http://doi.org/10.14393/ufu.di.2000.14porAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2019-11-12T06:12:22Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/27324Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2019-11-12T06:12:22Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
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