Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T16:27:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 79705.pdf: 5149881 bytes, checksum: f8c728da369d815caff1a404d6c5e2f4 (MD5) Previous issue date: 1989 / A soldagem automática de chapas finas, realizada com um sensor ótico à frente do arco voltaico para determinar previamente a geometria da junta, requer a determinação de algoritmos que permitam uma contínua adaptação dos parâmetros de soldagem aos valores reais da junta. Neste trabalho são determinados algoritmos para soldagens sob proteção de CO2 puro e de uma mistura de argônio com 18% de CO2, para espessuras de chapa de 2,0 mm e de 1,6mm. Verifica-se que as características da fonte de energia influenciam nos algoritmos que precisam ser readaptados quando da troca de equipamento. É discutida a possibilidade de prever a penetração na operação de soldagem, a partir da forma externa do cordão. Para isto são desenvolvidas em comparação com os dados experimentais obtidos na soldagem sob proteção da mistura de argônio com CO2. Com base nesses resultados, conclui-se que a utilização de sensor colocado atrás do arco é promissora para se alcançar um controle adaptativo de nível mais alto.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:57:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314679.pdf: 1022605 bytes, checksum: 7d6fcd038972c039edbcab7ee7b417ef (MD5) / Os aços doces apresentam elevada soldabilidade. Entretanto, quando se soldam de topo componentes desses materiais com grandes espessuras, ao utilizar uma junta em "V" são elevados o tempo e custo de soldagem e as tensões residuais. Além disso, pode ser necessário utilizar pré-aquecimento, a fim de evitar a falta de fusão dos bordos e reduzir os gradientes térmicos que poderiam produzir tensões e, com isso, trincas na solda. Uma alternativa nesses casos é o uso da técnica de soldagem em chanfro estreito, que produz ganho em produtividade e qualidade associado ao menor volume de material depositado. Nesse contexto, o presente trabalho visou o desenvolvimento de uma tocha adequada para a soldagem de chapas grossas (acima de 50 mm) pelo processo MIG/MAG com preparação da junta em U com pequena abertura (10 mm), assim como a especificação de um procedimento de soldagem que nessas condições dispense o pré-aquecimento. A tocha de soldagem foi reprojetada para conseguir vencer as dificuldades encontradas para obter uma proteção gasosa eficaz. Para testar a tocha e desenvolver o procedimento de soldagem foram realizados ensaios em chanfro em U com vários modos de transferência metálica, a saber: curto-circuito, spray pulsado e spray pulsado com dupla pulsação (pulsado térmico). O exame visual e a análise macrográfica de seções transversais das soldas mostraram que a tocha desenvolvida atendeu as solicitações impostas e que somente com a transferência duplamente pulsada é possível evitar a porosidade e falta de fusão dos bordos. Mediante ensaios de tração e Charpy foi verificado que ao realizar a soldagem em chanfro estreito as soldas tinham resistência mecânica e resistência ao impacto satisfatórias, mesmo quando executadas sem pré-aquecimento.<br> / Abstract : Mild steels are known to have high weldability. However, when thick components from these materials are butt welded with a V groove joint preparation the lead time, welding costs and residual stresses are increased. Furthermore, it may be necessary to use preheating in order to avoid lack of fusion of the edges and reduce thermal gradients that could produce residual stresses and, thus, cracks in the weld. An alternative for the above case can be the use of narrow gap welding, to improve the quality and productivity by depositing a lower volume of material. According to this context, the present work aimed at developing a suitable torch for welding thick plate (above 50 mm) by GMAW process using an U groove joint with a small gap (10 mm), as well as specifying a welding procedure that dispense preheating. The welding torch was redesigned in order to overcome the difficulties for an effective shielding gas protection. To test the torch and develop an welding procedure there were performed welded samples with U groove joint using various metal transfer modes like shot circuit, pulse spray, and double pulsing (thermal pulsing). Through visual examination and macrographical analysis of cross sections of welds it was possible to verify that the developed torch achieved the stringent demands imposed and that only with double pulsing, defects like porosity and lack of fusion can be prevented. Tensile and Charpy test of specimens transverse to the welds showed that mechanical strength and impact resistance obtained with narrow gap welding are satisfactory, even when performed without preheating.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:57:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 305033.pdf: 6403990 bytes, checksum: c2a071ca7567541f6a9ada451e0d9a62 (MD5) / Devido à crescente demanda e aplicação de sistemas automatizados no campo da soldagem, as relações entre os trabalhadores e os meios de produção alteraram-se substancialmente modificando a forma como as tarefas são realizadas. Entretanto, percebe-se que a integração da automação e computação não tem sido acompanhada pela integração de pessoas e processos. Diante disso, este trabalho buscou adequar o uso de um equipamento computadorizado às características e limitações do operador humano. Para tanto, foram abordados os benefícios esperados bem como os resultados obtidos com a aplicação de métodos e técnicas de ergonomia e engenharia de usabilidade no desenvolvimento de novas tecnologias destinadas à automação da soldagem. O objeto de estudo foi um equipamento compacto e versátil que permite a realização de diferentes tarefas de soldagem, para o qual foi desenvolvida uma Interface Homem-Máquina (IHM). Assim, o estudo foi conduzido de acordo com o ciclo de desenvolvimento de engenharia de usabilidade, dividido em quatro etapas: (1) análise do contexto de operação, (2) especificação das exigências, (3) produção de soluções e (4) avaliação do produto em relação às exigências. Dessa forma, nas três primeiras etapas de desenvolvimento foram aplicados os princípios de design centrado no usuário, visando à incorporação de fatores ergonômicos, tais como: adequação antropométrica, facilidade de uso, facilidade de aprendizado e demais itens de conforto e segurança. Na quarta etapa, o processo de avaliação foi fundamentado em cenários de uso, nos quais os participantes da pesquisa utilizaram um protótipo do equipamento para realizar uma série de tarefas. Os procedimentos adotados para os testes de interação envolveram cinco componentes: (1) indivíduos representativos dos usuários finais do equipamento, (2) protótipo funcional, (3) tarefas específicas, (4) contexto específico de uso e (5) ferramentas para avaliação. A pesquisa foi realizada no LABSOLDA/UFSC, em Florianópolis (SC), com 13 indivíduos, incluindo usuários especializados como engenheiros, técnicos e soldadores, bem como usuários ocasionais e estudantes. Com isso, foram obtidas as medidas de usabilidade referentes à eficácia, eficiência e satisfação dos usuários. Ainda, o paradigma de avaliação aplicado mostrou-se eficaz, pois forneceu dados que permitiram tanto identificar os potenciais problemas de usabilidade, quanto elaborar um conjunto de recomendações para melhorar de forma sistemática a usabilidade do equipamento. Por fim, concluí-se que o objetivo do trabalho foi atingido, pois os processos e procedimentos adotados para desenvolver a IHM, assim como os resultados obtidos na avaliação, foram consistentes e satisfatórios em relação aos princípios de ergonomia e engenharia de usabilidade. Além disso, este trabalho contribuiu para o desenvolvimento de novas tecnologias, destinadas à automação da soldagem, adequadas ao componente humano do sistema produtivo. / Due to growing demand and application of automated systems in the field of welding, the relations between workers and the means of production changed significantly, changing the way tasks are performed. However, it is clear that the integration of automation and computing has not been accompanied by the integration of people and processes. Thus, this study aimed to adapt the use of computer equipment to characteristics and limitations of the human operator. For this, the expected benefits were addressed as well as the results obtained from the application of methods and techniques of ergonomics and usability engineering in new technologies development for welding automation. The object of study was a compact and versatile equipment for the application of several welding tasks, for which a human-machine interface was developed in order to tailor the equipment use to the human operator characteristics and limitations. Thus, the study was conducted in accordance with the development cycle of usability engineering, divided into four steps: (1) analysis of the operation context, (2) requirements specification, (3) design of solutions and (4) product evaluation against the requirements. So, in the first three development stages were applied the principles of user-centered design, aiming the incorporation of human factors, such as anthropometric suitability, ease of use, ease of learning and other items of comfort and security. In the fourth step, the evaluation process was based on usage scenarios, in which the research participants used a prototype of the equipment to perform a series of tasks. The procedures adopted in the interaction tests involved five components: (1) individuals representing the end users of equipment, (2) working prototype, (3) specific tasks, (4) specific context of use and (5) tools for evaluation. The survey was conducted in LABSOLDA / UFSC, Florianópolis (SC), with 13 individuals, including specialist users such as engineers, technicians and welders, as well as casual users and students. With this, measures of usability were taken concerning the effectiveness, efficiency and user satisfaction. Still, the method of evaluation applied was considered effective because it provided data that allowed both to identify potential usability problems, and develop a set of recommendations for systematically improving the equipment usability. Finally, it was concluded that the objective of the work was achieved, since the processes and procedures adopted to develop the HMI, as well as the results of the assessment, were consistent and satisfactory in relation to the principles of ergonomics and usability engineering. In addition, this work has contributed the development of new technologies for welding automation, suitable for the human component of the production system.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-07-15T21:08:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:38:43Z : No. of bitstreams: 1 88966.pdf: 2434723 bytes, checksum: a0a7689972a62b9db1ebe026517636a5 (MD5) / A pesquisa, na área de soldagem, vem sofrendo grandes avanços devido às exigências cada vez maiores de qualidade, confiabilidade e produtividade da solda. Entretanto, para isso é necessário que os equipamentos para soldagem acompanhem esta evolução. As fontes existentes atualmente no mercado possuem muitas limitações, sendo raras as vezes em que se pode utilizar processos de soldagens diferentes em uma mesma fonte. Assim sendo, quando se muda de processo de soldagem, é necessário, também a troca da fonte. Para os processos que utilizam transferência metálica por curto-circuito, a fonte também possibilita ajuste eletrônico de sua resposta dinâmica. Como primeira etapa no desenvolvimento desta fonte foi feito um estudo de várias topologias utilizadas nas fontes de soldagens para se controlar a energia entre o arco, e com base nessas já existentes foi proposta a nova topologia, a qual foi implementada neste protótipo. Esta topologia é constituida por um transformador, um retificador de onda completa, um filtro de reativos e um conversor na configuração de "chopper" de quatro quadrantes, usando IGBT's. Numa última etapa são apresentados os resultados experimentais obtidos como ensaios realizados com o conversor e com os processos de soldagem.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:49:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 214282.pdf: 4653656 bytes, checksum: 29c37fb08047f188a26d1c5ca98e6f1a (MD5) / O presente trabalho consiste no estudo e desenvolvimento do Processo de Soldagem MIG/MAG em Transferência Metálica por Curto-circuito com Controle de Corrente (CCC), dedicado à execução do passe de raiz da solda de dutos, na construção offshore de linhas dutoviárias petrolíferas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:36:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224318.pdf: 3490833 bytes, checksum: 5d0cd374e261e53181cdca2a121ae042 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T08:58:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:07:20Z : No. of bitstreams: 1 190196.pdf: 66150291 bytes, checksum: 2a00b31ea99e845e24ecfb7140c944bb (MD5) / O processo de soldagem MIG/MAG PULSADO Com Duplo Arame e com Potenciais Isolados (MIG/MAG-PDAPI) é uma das ramificações dos sistemas MIG/MAG com duplo arame e é empregado, principalmente, em aplicações que requerem alta taxa de deposição de material. Neste trabalho foram feitos estudos sobre as principais variáveis do processo em soldagens com eletrodos de aço carbono e de arames tubulares, empregando-se a corrente pulsada para a transferência de material. Foram estudados o afastamento entre os arames, a corrente média, o posicionamento dos eletrodos em relação ao sentido de deslocamento dos arcos voltaicos, o comprimento dos arcos e a defasagem entre os pulsos de corrente. O uso do arame tubular visou a aplicação do processo em operações de revestimento. Foi verificado nesse estudo que essas variáveis influenciam a rigidez dos arcos e consequentemente o perfil geométrico dos depósitos. A tecnologia que permite ao duplo arame defasar os pulsos de corrente foi investigada com auxílio de uma câmera de filmagem de alta velocidade, atentando-se para os efeitos que essa tecnologia exerce sobre as transferências metálicas e sobre o comportamento dos arcos voltaicos. Ficou constatado que, para soldagens com corrente pulsada, empregando-se eletrodos de aço carbono maciços, os efeitos dessa variável são mais significativos sobre o perfil de penetração do cordão de solda, do que, sobre a estabilidade dos arcos, para a qual esta proposta tecnológica foi concebida nos atuais sistemas de duplo arame disponíveis. Na etapa referente à aplicação do processo às operações de revestimento, constatou-se que o MIG/MAG-PDAPI pode ser empregado com sucesso, uma vez que foram obtidas altas taxas de deposição de material, conciliadas à formação de cordões largos e planos, condições desejáveis para essas aplicações. No final do trabalho, foi proposto o desenvolvimento de um programa de seleção automática das variáveis de soldagem para essa aplicação específica. As equações paramétricas que integram o programa foram testadas em ensaios de simulação e mostraram-se adequadas para a estimação das variáveis.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T19:29:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:45:29Z : No. of bitstreams: 1 138082.pdf: 13063701 bytes, checksum: 440bc5cbb4de861cba5b0f6e70425162 (MD5)

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T21:27:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:25:40Z : No. of bitstreams: 1 153234.pdf: 40830188 bytes, checksum: faef4a826b752d5e809ddd5ad30ee7ae (MD5) / Estudou-se a brasagem sem fluxo entre aço carbono e cobre buscando avaliar a influência dos materiais base, dos metais de adição, das atmosferas de brasagem e do ciclo térmico na qualidade final da junta brasada. As brasagens foram realizadas utilizando metais de adição convencionais contendo Ag-Cu, Ag-Cu-Sn e Ag-Cu-Zn-Sn na forma de arame, ou através de revestimento de Sn, pela técnica conhecida como união por fase líquida transiente. Alto vácuo, médio vácuo, nitrogênio e mistura argônio-hidrogênio serviram como atmosferas de brasagem. A qualidade da junta brasada com metais de adição convencionais pode ser avaliada pela presença de defeitos, tais como pequenos rechupes, falhas de enchimento e até mesmo a presença de trincas. A ocorrência destes defeitos depende da combinação metal de adição/atmosfera de brasagem e da temperatura de brasagem utilizadas. O alto vácuo mostrou-se como a melhor atmosfera de brasagem, proporcionando juntas sem falhas de enchimento. A correta temperatura de brasagem é fundamental para evitar o aparecimento de trincas.Comparando-se a brasagem com metais de adição convencionais sem fluco e com fluxo mineral, verificou-se que a primeira proporciona juntas de melhor qualidade, com menor nível de falhas de enchimento e isento de defeitos inerentes à brasagem com fluxo. A união por fase líquida transiente com revestimento de Sn, como técnica alternativa à brasagem com metais de adição convencionais contendo Ag mostrou-se tecnicamente viável, tendo-se constatado que a resistência mecânica da junta brasada depende da espessura da camada de Sn e do ciclo térmico utilizado. A microestrutura, a presença de fases frágeis, falhas na interface entre a fase líquida formada e o aço carbono são os fatores que acarretam a variação da resistência mecânica medida.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T22:33:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:00:21Z : No. of bitstreams: 1 141991.pdf: 11594425 bytes, checksum: 90ed0b1feb57e461f47d7428b88d1db9 (MD5)