Soldagem GMAW-P robotizada de alumínio: influência do tipo de chanfro, tecimento e sentido de laminação na distorção

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

A utilização do alumínio em escala industrial vem crescendo cada vez mais nos últimos anos e um dos principais motivos é o espaço que esse material vem conquistando em substituição ao aço. O interesse da indústria em ter um maior controle das distorções provocadas pela soldagem de alumínio se deve ao fato das tolerâncias dimensionais e geométricas estarem cada vez mais precisas nas especificações de projeto, motivando a engenharia de fabricação a desenvolver processos estáveis e que garantam a rotina de produção. O elevado coeficiente de expansão linear desse metal, se comparado ao aço, é uma das suas principais características que geram dificuldades nesse cenário. Visando isso, o presente trabalho tem como principal objetivo analisar o quanto situações rotineiras utilizadas na soldagem robotizada de alumínio podem influenciar nas distorções angulares deste material, sem comprometer a integridade mecânica da junta soldada e com confiabilidade estatística. Utilizando a liga AA 5052 H34, e a soldagem robotizada no processo GMAW pulsado, foram aplicados três tipos de tecimento ao longo do comprimento da solda, em juntas de topo montadas sem chanfro e com chanfro de 60º, dispostas tanto transversais quanto longitudinais ao sentido de conformação da chapa. A medição das distorções foi realizada por um braço tridimensional, antes e após a soldagem, em três regiões distintas nos corpos de prova. O perfil do cordão de solda foi o fator determinante para as diferentes formas das distorções encontradas, assim como revelado pelas análises macrográficas. A junta com chanfro de 60º apresentou maiores amplitudes das distorções que a junta sem chanfro. O tecimento não foi uma variável de influência estatística significativa nessas amplitudes. Ensaios de tração foram realizados para se avaliar o comportamento mecânico das juntas soldadas

The use of aluminum by industry has been recently growing more and more each time and one of the main reasons is the position that this material is gaining as a replacement for steel. The industry's interest in having a greater control of the distorcions caused by aluminum welding is due to the geometric and dimensional tolerances been more and more precise in the project specifications, motivating the manufacturing engineering to develop stable processes and to ensure routine production. The high coefficient of linear expansion of this metal, which is one of its main features, can create a difficult scenario when compared to the steel. Aiming at it, the main goal of this present work is to analyze how much routine situations used int the robotic aluminum welding can influence in the angular distortions of this material, without affecting the mechanical integrity of the welded joint and with statistical reliability. Using the alloy AA 5052 H34, and the robotic welding in pulsed GMAW process, it was applied three types of weaving throughout the length of the weld, in butt joints assembled without groove and with 60º single-V-groove, arranged transversely as well as longitudinally to the rolling direction of the plate. The measurement of the distortions was made by a three-dimensional equipment, before and after the welding, in three distinct regions in the speciments. The profile of the weld bead was the main factor for the different types of distortions found, as revealed by macrographical analysis. The 60º single-V-groove had higher amplitudes of distortions as the joint without groove. The weaving wasn't a variable of statistically significant influence in this amplitudes. Tensile tests were made to evaluate the mechanical properties of the welded joints