Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / In recent years, the demand of the productive sector for more efficient processes has encouraged the research and development of products and processes to increase the production at a competitive cost. In this sense, the \"Plasma-MIG\" with Concentric Arcs process, being an evolution of the conventional MIG/MAG process, has emerged as a promising option. This process has been available to the market since the 70s. However, it is still necessary to consolidate a scientific and technological basis of that process. Only then the market will decide if it is applicable, either to replace or become an option instead of the other processes. Thus, the challenge is to collaborate with both the scientific and the production what actually is the overall goal of this work, that is to provide fundamental knowledge about functioning principles and operating parameters of the \"Plasma-MIG\" with Concentric Arcs. The influence of the gas flow, especially of the intermediate one on the weld bead surface appearance, the effect of external arc on the globular-spray transition current and on the axial spray-rotational transition current, as well as on the droplet kinematic parameters and the relation between the outer arc current/torch working angle/torch-piece distance and the weld geometry have been studied experimentally. The results showed that the intermediate arc gas flow rate was the very one which determined weld appearance. The globular-spray transition current rose and the axial spray-rotational transition current became lower in the presence of the outer arc. The presence of the outer arc also raised the momentum of the drops hitting the weld pool. The presence of current in the outer arc at low values reduces penetration and correlated parameters (either directly or inversely proportional), but causes their growing again when being increased. The bead geometry follows the similar behavior of the conventional MIG/MAG as regards to the torch working angle and the torch-piece distance, though being more intensified when using the outer arc. In conclusion, it is possible to say that the knowledge on the operational characteristics of the \"Plasma-MUG\" with Concentric Arcs welding process obtained in this work may serve as a basis for the perception of this process application potential. / Nos últimos anos, a demanda do setor produtivo por processos mais eficientes tem incentivado a pesquisa e o desenvolvimento de produtos e processos que permitam o aumento da produção a um custo compatível. Neste sentido, o processo de soldagem \"Plasma-MIG\" com Arcos Concêntricos, uma evolução do processo MIG/MAG convencional, tem surgido como uma opção promissora. Esse processo está à disposição do mercado desde a década de 70, no entanto, ainda é necessário consolidar uma base cientifica e tecnológica a respeito desse processo. Somente assim o mercado poderá decidir se o mesmo é aplicável, seja para substituir ou se tornar mais uma opção frente a outros processos. Desta forma, é no desafio de colaborar tanto com o meio cientifico como o produtivo que se enquadra o objetivo global deste trabalho, o qual é o de fornecer conhecimentos fundamentais sobre aspectos de funcionamento e parâmetros operacionais do processo \"Plasma-MIG\" com Arcos Concêntricos. Foram estudados experimentalmente a influência das vazões dos gases, principalmente o intermediário, sobre o aspecto superficial do cordão de solda, o efeito do arco externo sobre as correntes de transição globulargoticular e goticular axial-rotacional e sobre os parâmetros cinemáticos das gotas e a relação entre corrente do arco externo/ângulo de inclinação da tocha/distância da tocha a peça e a geometria do cordão. Os resultados apontam que a vazão governante sobre o acabamento do cordão é a do gás intermediário. A corrente de transição globular-goticular elevou-se e a goticular axial-rotacional ficou menor na presença do arco externo. A presença do arco externo também fez elevar o momentum das gotas atingindo a poça. A presença da corrente no arco externo em valores baixos reduz a penetração e parâmetros correlacionados (de forma direta ou inversamente proporcional), mas faz novamente crescêla ao ser aumentada. A geometria do cordão segue o comportamento similar ao do processo MIG/MAG convencional quanto ao ângulo de inclinação e distância da tocha à peça, mais intensificado quando se usa arco externo. Ao final, pode-se dizer que os conhecimentos gerados no presente trabalho sobre as características operacionais do processo \"Plasma- MIG\" com Arcos Concêntricos formam uma base para conceber a potencialidade aplicativa do processo. / Doutor em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angela Laufer.pdf: 5766325 bytes, checksum: cb9afddf700c4821197d4533b65f3d8f (MD5) Previous issue date: 2008-12-15 / The increase in the generation of urban solid residues and the inadequate forms of treatment/disposition contribute directly with the environmental problem. In face of this situation comes the need of alternative options for the treatment of these residues, which guarantee other benefits, besides the obtained with the adequate final disposition. One of these options for the treatment of the organic fraction contained in the urban solid residues is the anaerobic digestion, which represents an attractive technology for the treatment of these residues, propitiating the transformation of the organic residue in products of aggregate value. In this context, this study aimed at to evaluate an alternative process of biodigestion for the treatment of organic domestic solid residues of the urban area. For reaching such a goal, it was firstly accomplished an environmental diagnosis aiming at the generation potential identification of the domestic residues, and at the same time it was developed a prototype for the alternative process of biodigestion. It was made the process operational parameters evaluation aiming at the optimization, through the accomplishment of a complete factorial planning, investigating the agitation effect, innocuous and water level, in the process kinetics and in the material conditions digested by the alternative process of anaerobic biodigestion, more specifically in the chemical quality of the biofertiliser, and also as complementary thing it was esteemed the application of this product generated by the corn and the soya cultivation. The results of the environmental diagnosis allowed determining a correlation for the generation potential of domestic residues estimate, as well as for the standardization of the organic fraction used in the experiment, enabling the composition reproduction of the real load in each experimental rehearsal. The proposed system for the treatment of the organic domestic solid residues was configured as an innovative method, and the experimental rehearsals accomplished in the real operation conditions, showed the influence of the analyzed parameters. Finally, the biofertiliser application estimate demonstrated the best revenues due to the application doses recommended for the corn culture and of the soya manuring. / O aumento na geração de resíduos sólidos urbanos e as formas inadequadas de tratamento/disposição contribuem de forma direta com a problemática ambiental. Perante este cenário surge à necessidade de opções alternativas para o tratamento destes resíduos, as quais garantam outros benefícios, além dos obtidos com a disposição final adequada. Uma destas opções para o tratamento da fração orgânica contida nos resíduos sólidos urbanos é a digestão anaeróbia, que representa uma tecnologia atraente para o tratamento destes resíduos, propiciando a transformação do resíduo orgânico em produtos de valor agregado. Neste contexto, este estudo teve por objetivo avaliar um processo alternativo de biodigestão para o tratamento de resíduos sólidos orgânicos domésticos da área urbana. Para atingir tal objetivo, primeiramente realizou-se um diagnóstico ambiental visando à identificação do potencial de geração dos resíduos domésticos, em paralelo desenvolveu-se um protótipo para o processo alternativo de biodigestão, efetuou-se a avaliação de parâmetros operacionais do processo visando à otimização, por meio da realização de um planejamento fatorial completo, investigando o efeito da agitação, inóculo e teor de água, na cinética do processo e nas condições do material digerido pelo processo alternativo de biodigestão anaeróbia, mais especificamente na qualidade química do biofertilizante, e ainda, de forma complementar estimou-se a aplicabilidade deste produto gerado para o cultivo do milho e da soja. Os resultados do diagnóstico ambiental permitiram determinar uma correlação para a estimativa do potencial de geração de resíduos domésticos, bem como, para a padronização da fração orgânica utilizada no experimento, possibilitando a reprodução da composição da carga real em cada ensaio experimental. O sistema proposto para o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos domésticos configurou-se como um método inovador, e os ensaios experimentais realizados nas condições reais de operação, explicitaram a influência dos parâmetros analisados. Por fim, as estimativas de aplicabilidade do biofertilizante demonstraram os melhores rendimentos em função das doses de aplicação recomendadas para a adubação da cultura do milho e da soja.