Otimização da seleção de parâmetros através do método de taguchi para soldagem em aço DIN EN 10025-2 S275JR-AR pelo processo GMAW robotizado
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Date
2022-08-24Primeiro coorientador
Almeida, Diego Tolotti de
Primeiro membro da banca
Scheuer, Cristiano José
Segundo membro da banca
Haupt, William
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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.
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