Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The process of welding with solid wire (GMAW) and cored wire (FCAW) processes that compete in quality, productivity and operational, need reliable information of its main features and applications for a given welding condition. Thus, the goal is to compare the capability of each process in the horizontal welding carbon steel ABNT 1020, varying the type of shielding gas on the same level of welding current and voltage to maintain a constant deposition rate per unit length. For this study we used the wire E71T-1 and ER 70S-6 under the shielding 100% CO2 gas and Ar +25% CO2 in two bands of four current and voltage ranges. We evaluated the stability of metal transfer mode and short-circuit capacity through income and presence of deposit discontinuity. In general, the process using a tubular wire had a higher deposition rate compared to solid wire, but with lower performance deposit. It was noted that, the same current range and with increasing voltage range, there was a change in transfer characteristics for both processes. With regard to straining of the weld beads, the solid wire bends showed better with lower voltage ranges. Cored wire for the values of runoff was similar, with a condition better than solid wire for higher values of welding voltage (region of predominance of metal transfer carried by the flow without short circuit). The shielding gas 100% CO2, for both processes, which was provided better performance and higher deposit with transfer voltage ranges with a predominance of short-circuit. / Os processos de soldagem com arame maciço (GMAW) e arame tubular (FCAW), processos que competem entre si em termos de qualidade, produtividade e operacionalidade, necessitam de informações seguras de suas principais características e aplicações para uma determinada condição de soldagem. Desta forma, o objetivo deste trabalho é comparar a potencialidade de cada processo na soldagem horizontal de aço carbono ABNT 1020, variando o tipo de gás de proteção sob um mesmo nível de corrente e tensão de soldagem, mantendo constante a taxa de deposição por unidade de comprimento. Para a realização deste estudo foram utilizados os arames E71T-1 e ER 70S-6 sob as proteções gasosas 100%CO2 e Ar+25%CO2 em duas faixas de corrente e quatro faixas de tensão. As características avaliadas foram a regularidade de transferência metálica no modo curto-circuito e a capacidade produtiva através do rendimento de depósito e presença descontinuidades. De maneira geral, o processo utilizando arame tubular apresentou maior taxa de deposição em relação ao arame maciço, porém com menor rendimento de depósito. Também se observou que, na mesma faixa de corrente e com a elevação da faixa de tensão, houve uma mudança nas características de transferências para os dois processos. Em relação ao escorrimento dos cordões de solda, o arame maciço apresentou melhores cordões com menores faixas de tensão. Para o arame tubular os valores dos escorrimentos foram próximos, tendo uma condição melhor que o arame maciço para maiores valores de tensão de soldagem (região de predominância de transferência metálica conduzida pelo fluxo sem curto-circuito). O gás de proteção 100%CO2, para ambos os processos, foi o que proporcionou melhor rendimento de depósito e maiores faixas de tensão com transferência com predominância de curto-circuito. / Mestre em Engenharia Mecânica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The goal of this work is to improve the knowledge of the metal transfer in MIG/MAG welding and supply data to improve the elaboration of its models. In this intention, experiments were accomplished with steel (inverse polarity; Ar+5%O2 shield gas) and aluminum (inverse polarity, Ar shield gas) electrodes, with steel electrode and several shield gases (inverse polarity, Ar+5%O2+ of 0 to 25%He shield gases) and experiments with steel electrode in direct polarity (Ar+5%O2 shield gas). The flat position welds were filmed by a high-speed video camera using the shadowgraph technique. Kinematics and dynamics characteristics of metal transfers in those experiments were obtained experimentally (droplets arrival speed in the weld pool, in flight droplets average acceleration, effective quantity of movement), and the weld geometry, and compared whenever possible with experimental and numeric results available in literature. The results showed that the weld current influences the kinematics and dynamics characteristics of the drops in all of studied conditions, that the arc length influences the cinematic characteristics and dynamics in the welds with steel and aluminum electrodes, and in the steel welds with different shield gasses; that the shield gas doesn't exercise significant influence in the appraised characteristics, and that the current polarity only affects the cinematic characteristics and dynamics in globular transfer mode. Additionally, the welding current affects the weld penetration despite the use of approximately the same heat input, the arc length affect the steel and aluminum weld penetration and with different shield gasses, the shield gas didn't exercise influences in the values of the penetration but it altered the form of the weld and the current polarity didn't exercise influences the weld penetration, but just in width and reinforcement, being more slender the weld bead in direct polarity. / Com o intuito de aprofundar o conhecimento da transferência metálica em MIG/MAG goticular e fornecer dados para aprimorar a elaboração de modelos da mesma, foram realizados experimentos com eletrodos de aço (polaridade inversa, gás de proteção Ar+5%O2) e alumínio (polaridade inversa, gás de proteção Ar), experimentos com eletrodo de aço e vários gases de proteção (polaridade inversa, gases de proteção Ar+5%O2+de 0 a 25%He), e experimentos com eletrodo de aço em polaridade direta (gás de proteção Ar+5%O2). As soldas, em posição plana, foram filmadas em alta velocidade através da técnica da perfilografia. Determinou-se experimentalmente características da transferência metálica (diâmetro das gotas e sua freqüência de destacamento e o comprimento do arco elétrico), bem como as características cinemáticas e dinâmicas das transferências metálicas obtidas nesses experimentos (velocidade de chegada das gotas à poça de fusão; aceleração média das gotas durante a trajetória; quantidade de movimento efetiva das gotas) e a geometria dos cordões de solda, comparados sempre que possível a resultados experimentais e numéricos disponíveis na literatura. Os resultados mostraram que a corrente e o comprimento do arco influenciam as características cinemáticas e dinâmicas das gotas em todas as condições estudadas, que o gás de proteção não exerce influência significativa nas características avaliadas, que a polaridade do eletrodo só afeta as características cinemáticas e dinâmicas no modo de transferência globular e que a quantidade de movimento efetiva das gotas influencia claramente a penetração do cordão de solda apenas quando associada à mudança no modo de transferência de globular para goticular. Adicionalmente, a corrente de soldagem afetou a penetração das soldas, mesmo utilizando-se aproximadamente o mesmo calor imposto, o comprimento do arco afetou a penetração das soldas de aço e alumínio e com diferentes gases de proteção, o gás de proteção não exerceu influência nos valores da penetração, mas alterou a forma do cordão e a polaridade não exerceu influência na penetração da solda, mas apenas na sua largura e reforço, sendo mais esbelto o cordão de solda em polaridade direta. / Doutor em Engenharia Mecânica