Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-06-24T16:53:11Z No. of bitstreams: 1 2016_JoséLuisLázaroPlata.pdf: 23585258 bytes, checksum: 52df83be985d83e09983d0ecc5d5c575 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-06-29T19:53:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_JoséLuisLázaroPlata.pdf: 23585258 bytes, checksum: 52df83be985d83e09983d0ecc5d5c575 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-29T19:53:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_JoséLuisLázaroPlata.pdf: 23585258 bytes, checksum: 52df83be985d83e09983d0ecc5d5c575 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo sobre a estratégia de planejamento de deposição dos cordões de solda, a fim de permitir a utilização de soldagem robotizada para a tarefa de preenchimento da cavidade resultante da remoção de uma trinca. Portanto, quando se pensa em definir a estratégia necessária e a distribuição dos cordões de solda para o preenchimento da cavidade mediante o processo robotizado, surgem alguns problemas relacionados com a dependência da geometria da seção transversal do cordão em relação aos parâmetros e à posição de soldagem. Tal geometria influencia fortemente o número de cordões formadores de uma camada, assim como o número de camadas necessárias, tendo em conta que o processo de preenchimento é efetuado em camadas. Neste caso, o primeiro problema a ser enfrentado é a definição da distância entre os cordões laterais necessários para depositar uma camada de solda plana. O segundo problema é a altura da camada que resulta da distância selecionada entre os cordões paralelos dentro de uma camada. Nesse contexto, o presente trabalho aborda os dois problemas citados anteriormente através do desenvolvimento de um modelo estatístico que pode mapear as variações da seção geométrica do cordão em função dos parâmetros de soldagem no processo GMAW pulsado. A seguir, esta metodologia define a estratégia para determinar a trajetória dos cordões de solda de cada camada com a finalidade de realizar a avaliação geométrica da recuperação e qualidade do preenchimento. Resultados práticos do ponto de vista geométrico da estratégia de preenchimento, aplicada a uma cavidade semelhante àquela resultante da remoção de uma trinca passante, são apresentados com o objetivo de validar a metodologia proposta. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a study on the bead deposition planning strategy in order to allow the use of robotic welding on the task of filling the crack removal cavity. Therefore, when thinking about defining the necessary sequence and the distribution of weld beads to fill the cavity with metal, such that the deposition process can be robotized, some problems arise related to the bead section geometry dependence on the welding parameters and on the welding position. Such geometry will strongly influence the number of layers of weld beads needed, considering that the filling process is carried out in layers. In this case, the first problem to be faced is the definition of the distance between parallel beads necessary for the deposition of a flat weld layer. The second problem is the layer thickness that results from the selected distance between parallel beads within a layer. This work, therefore, addresses the two previously cited problems by developing statistical models that can map the bead section geometry variations due to changes in welding parameters for the pulsed GMAW process. Then this methodology defines the strategy to determine the trajectory of weld beads of each layer in order to perform the geometric evaluation of the recovery and quality of the filling. Practical results of geometric point of view of the strategy of filling, applied to a cavity such as the one resulting from the removal of a crack are presented in order to validate the proposed methodology.

Tese (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-06-24T15:46:47Z No. of bitstreams: 1 2016_JesusEmilioPintoLopera.pdf: 8122014 bytes, checksum: 6c1b283b2f3589e735731930ecfec908 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-06-28T20:13:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_JesusEmilioPintoLopera.pdf: 8122014 bytes, checksum: 6c1b283b2f3589e735731930ecfec908 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T20:13:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_JesusEmilioPintoLopera.pdf: 8122014 bytes, checksum: 6c1b283b2f3589e735731930ecfec908 (MD5) / O processo de soldagem GMAW é um dos mais utilizado na produção industrial, devido, entre outras características, a seu alto grau de automação e a vantagem de se poder utilizar em diversas configurações com a maioria dos metais e ligas comerciais existentes. No caso da geometria dos cordões de solda no processo GMAW, diferentes pesquisas têm sido encaminhadas ao controle dos parâmetros operacionais que garantam as características geométricas requeridas, entre as mais importantes, a largura, o reforço e a penetração. Atualmente, diferentes modelos baseados em modelamento empírico ou em inteligência artificial são utilizados para controlar um parâmetro geométrico à vez. Este trabalho propõe uma estratégia que, independente de modelos predefinidos do processo, permite controlar simultaneamente a largura e o reforço dos cordões de solda no processo de soldagem GMAW no modo de transferência metálica por curto-circuito (GMAW-S). O controlador proposto é baseado em agentes inteligentes focados diretamente nas medições de largura e reforço dos cordões de solda. O monitoramento dos parâmetros geométricos é realizado em tempo real utilizando uma única câmera e diferentes metodologias de processamento digital de imagens. A avaliação da estabilidade do processo é realizada em tempo real e emprega-se para sair das regiões de instabilidade nas quais possa incorrer o processo durante a etapa de controle. A metodologia de monitoramento é avaliada como satisfatória utilizando o teste “t” para diferentes combinações de parâmetros de entrada. O tempo de processamento de cada imagem não supera os 3 ms, considerando-se adequado visando etapas de controle com uma taxa de amostragem de 100 Hz. Os resultados experimentais mostram que a implementação da estratégia de controle proposta é viável e consegue atingir simultaneamente diferentes valores de referência de largura e reforço dos cordões de solda. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The GMAW process is widely used in industry due to, among others, its easer automation and high productivity. In the case of weld bead geometry in GMAW processes, different researches have been conducted to control operating parameters and to ensure required geometrical characteristics, among the most important: the width, the height and the penetration. Currently, different models, based on empirical modeling or artificial intelligence methodologies, are used to control individual geometric parameters. This work proposes a strategy that, regardless of predefined models, can simultaneously control the width and the height of the weld beads in GMAW-S process. The proposed control system is based on intelligent agents focus on measurements of the weld bead width and height. The geometric parameters monitoring is performed in real time using a single camera and different methods of digital image processing. The evaluation of process stability is performed in real time and employed to avoid the regions of instability in which may incur this process during the control stage. The monitoring methodology is assessed as satisfactory using the “t” test for different combinations of input parameters. The time of the image processing does not exceed 3 ms for each image and is considered appropriate to control steps, which use a 100 Hz sampling rate. The experimental results show that the implementation of the proposed control strategy is feasible in systems control without predefined model, achieving different width and height reference bead values.