Title

SOLDAGEM ROBOTIZADA COM ELETRODO REVESTIDO UTILIZANDO MODELO DA QUEDA DE TENSÃO NO ELETRODO EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA

COVERED ELECTRODE ROBOTIC WELDING USING DROP VOLTAGE ALONG THE ELECTRODE AS A FUNCTION OF TEMPERATURE

Authorship

II, Eduardo José Lima; Bracarense, Alexandre Queiroz

II, Eduardo José Lima

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Bracarense, Alexandre Queiroz

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DOI

10.5151/2594-5327-0376

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Abstract

O objetivo desse trabalho é mostrar os resultados da soldagem com eletrodo revestido utilizando robôs antropomórficos. A robotização da soldagem com eletrodo revestido alia os benefícios da robotização, como qualidade, repetibilidade, rastreabilidade e flexibilidade aos inerentes ao processo, como o controle da composição química e da microestrutura da junta soldada através das diferentes variações de eletrodos e revestimentos. Para realizar a soldagem robotizada com eletrodo revestido, o eletrodo foi considerado como uma junta (prismática) adicional do manipulador com comprimento variando de acordo com a taxa de fusão do eletrodo. Dessa forma, o movimento de mergulho é realizado na poça de fusão mantendo constante o comprimento do arco, independentemente da velocidade de soldagem. Para a determinação do comprimento do arco, a tensão da máquina de solda e a temperatura no eletrodo são monitoradas, de forma a compensar o aumento da taxa de fusão e da resistividade elétrica do material. Observou-se que, controlando apenas a tensão, apesar de o robô conseguir mantê-la constante, o comprimento do arco aumenta significativamente no final do cordão, pois a queda de tensão sobre o eletrodo diminui durante o seu consumo. Para compensar esse efeito, essa queda de tensão foi modelada considerando a diminuição do comprimento do eletrodo e o aumento da resistividade elétrica com a temperatura. Dessa forma, foi possível manter o comprimento do arco constante até o final do cordão. O trabalho mostra a repetibilidade e homogeneidade dos cordões alcançados com a robotização do processo.

The objective of this work is to show the results obtained with the shielded metal arc welding (SMAW) using an anthropomorphic robot. The procedure allies the robotization benefits such as quality, repeatability, traceability and flexibility to the ones inherent of the SMAW process, such as the chemical composition and microstructure control by using different electrodes and coatings. To implement the SMAW robotization, the electrode was considered as an additional (prismatic) joint of the manipulator with its length changing according to the electrode melting rate. So, the diving movement is done into the weld pool, maintaining the arc length constant, independently of the translation speed. To determine the arc length, the welding voltage and the electrode temperature are monitored, in order to compensate the melting rate and the material electric resistivity increase. It was observed that, controlling only the voltage, although the robot is able to keep it constant, the arc length significantly increases at the end of the weld bead, because the voltage drop on the electrode diminishes during electrode consumption. To compensate this effect, the voltage drop was modeled considering the electrode length reduction and the electric resistivity increase with the temperature. It was possible to keep the arc length constant during the entire welding. This work shows the weld beads repeatability and homogeneity obtained with the SMAW robotization.

Keywords

Soldagem; Eletrodo revestido; Robotização; Controle

Shielded metal arc welding; Robotization; Control.