dc.creator | Silva, Sérgio Augusto Ferrazza da | |
dc.date.accessioned | 2023-06-02T17:33:46Z | |
dc.date.available | 2023-06-02T17:33:46Z | |
dc.date.issued | 2022-08-24 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29295 | |
dc.description.abstract | Gas metal arc welding (GMAW) is one of the most used welding methods in the
metalworking industry, due to its high productivity and the possibility of welding
different thicknesses components. The increase in performance and reduction of waste
has been a constant challenge for industries. Such challenge is directly related to
welding parameters selection processes, which significantly affects welding
consumables consumption, such as welding wire and shielding gas, in addition to being
linked to a welded joint mechanical properties. In view of this, this work focus on
optimize welding parameters selection through Taguchi’s method aiming at greater
thermal efficiency in the Robotic GMAW process. DIN EN 10025-2 S275JR-AR steel,
used as base metal, contains 0.12% of carbon with a microstructure formed by a ferritic
matrix with dispersed pearlite grains. As variable parameters, shielding gases C10, C25
and F36 were used with flow rates of 15 and 20 liters per minute, stick-out of 15, 20 and
25 millimeters, welding speeds of 250, 300 and 350 millimeters per minute and feed of
7, 9 and 11 meters per minute. Taguchi’s method with L18 experimental matrix was
used and 3 welds were performed for each combination. Aiming to attest with 95%
reliability the hierarchy of influence on the result, analysis of variance (ANOVA) was
performed, with experimental confirmation through the one-factor-at-a-time (OFAT)
method. Following the statistical analysis, experimental proof was carried out using the
one-factor-at-a-time (OFAT) method, where the greatest influence parameter was kept
constant, while changing the others. OFAT method resulting combinations were
submitted to deposited yield, dilution, hardness and microscopy analyses. The
constituent phases and impacts on the heat-affected zone (HTA) hardness resulting from
the heat input optimization were also evidenced. Results showed shielding gas
composition as results greatest influence parameter, with 76% influence on the ANOVA.
Taguchi's method optimized combination consisted of using C10 gas, 15 liters per
minute flow rate, 20 millimeters stick-out and 350 millimeters per minute welding
speed. Optimized combination provided a thermal efficiency of 62%, 36,7% dilution
and 88,6% deposited yield, however a reduction in hardness was observed in the HAZ,
in the order of 10.2 HV in relation to base metal hardness. Metallographic analyzes
showed aligned second-phase ferrite and granular bainite in the HAZ-GG and grain
refining with pearlite and ferrite phases in the HAZ-GR. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Eficiência térmica | por |
dc.subject | GMAW | por |
dc.subject | Método de Taguchi | por |
dc.subject | OFAT | por |
dc.subject | Soldagem | por |
dc.subject | Taguchi method | eng |
dc.subject | Thermal efficiency | eng |
dc.subject | Welding | eng |
dc.title | Otimização da seleção de parâmetros através do método de taguchi para soldagem em aço DIN EN 10025-2 S275JR-AR pelo processo GMAW robotizado | por |
dc.title.alternative | Optimization of parameter selection using the taguchi method for welding in steel DIN EN 10025-2 S275JR-AR through the robotic GMAW process | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | A soldagem a arco elétrico com atmosfera gasosa de proteção (GMAW) é um dos meios de
soldagem mais utilizado na indústria metalmecânica, visto sua grande produtividade e
possibilidade de soldagem de componentes de diversas espessuras. O aumento da
performance e redução de desperdícios tem sido um desafio constante para as indústrias do
ramo. Tal desafio está diretamente relacionado à seleção dos parâmetros de soldagem, pois
estes afetam significativamente no consumo de consumíveis de soldagem, tais como arame de
solda e gás de proteção, além de estarem atrelados as propriedades mecânicas de uma junta
soldada. Frente a isso, o objetivo deste trabalho é a otimização da seleção de parâmetros de
soldagem através do método de Taguchi visando a maior eficiência térmica no processo
GMAW Robotizado. O aço DIN EN 10025-2 S275JR-AR, utilizado como metal base, possui
teor de carbono de 0,12% com microestrutura formada por uma matriz ferrítica com grãos de
perlita dispersos. Como parâmetros variáveis foram utilizados os gases de proteção C10, C25
e F36 com vazões de 15 e 20 litros por minuto, stick-out de 15, 20 e 25 milímetros,
velocidades de soldagem de 250, 300 e 350 milímetros por minuto e de alimentação de 7, 9
11 metros por minuto. O método de Taguchi foi utilizado com a matriz experimental L18 e
realizadas 3 soldagens para cada combinação. Visando atestar com confiabilidade de 95% a
hierarquia de influência sobre o resultado foi realizada a análise de variância (ANOVA), com
comprovação experimental através do método one-factor-at-a-time (OFAT). As combinações
resultantes do método OFAT foram submetidas às análises de rendimento depositado,
diluição, dureza e microscopia. Também foram evidenciadas as fases constituintes e impactos
sobre a dureza da zona termicamente afetada (ZTA) resultantes da otimização do aporte
térmico. Os resultados evidenciaram a composição do gás de proteção como sendo o
parâmetro de maior influência sobre os resultados com 76% de influência no ANOVA. A
combinação otimizada definida pelo método de Taguchi consistiu na utilização do gás C10,
com vazão de 15 litros por minuto, stick-out de 20 milímetros, velocidade de soldagem de
350 milímetros por minuto. A combinação otimizada proporcionou 62% de eficiência térmica,
diluição de 36,7% e rendimento depositado de 88,6%, no entanto foi constatado redução de
dureza na ZTA, na ordem de 10,2 HV em relação à dureza do metal base. As análises
metalográficas evidenciaram ferrita de segunda fase alinhada e bainita granular na ZTA-GG e
refino de grão com fases de perlita e ferrita na ZTA-GR. | por |
dc.contributor.advisor1 | Buenos, Alexandre Aparecido | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1982524539051118 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Almeida, Diego Tolotti de | |
dc.contributor.referee1 | Scheuer, Cristiano José | |
dc.contributor.referee2 | Haupt, William | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/9096494351294384 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Mecânica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |