2.4- Monitoramento e Controle de Processos de Soldagem e de Linhas de Montagem. Prof. Dr. Rafael Laranja

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1 2.4- Monitoramento e Controle de Processos de Soldagem e de Linhas de Montagem Prof. Dr. Rafael Laranja

2 Introdução Todo e qualquer componente fabricado será montado. Um processo de montagem geralmente inclui o posicionamento seguido da unição: Posicionamento guias, robôs União adesivos, acoplamento mecânicos, elementos de máquinas, soldagem e técnicas conexas Importância sobreposição de variações individuais quando as peças são unidas.

3 Processos de Montagem Existem dois tipos de processos de montagem: 1. A montagem é compreendida por peças moldadas, encaixadas. 2. A montagem das peças/partes é definida durante a montagem (solda, adesivo, rebites, etc).

4 Processos de Montagem

5 Processos de Montagem O monitoramento estará condicionado com: 1. Características chaves do produto (CCPt) a) Tamanho b) Formas c) Funcionamento 2. Características chaves do processo (CCPc) a) Torque (no aperto de parafusos) b) Resistência mecânica, elétrica c) Tensão (rebites) d) Parâmetros de soldagem

6 de Soldagem por resistência (solda ponto) A maioria dos modelos são baseados em duas diferenciais: Elétrica: 1 V 0 1 V i K C Térmica: resistividade elétrica potencial elétrico condutividade térmica calor específico T C K T t 2 2 massa específica densidade de corrente gradiente

7 de Soldagem por resistência (solda ponto)

8 de Soldagem por resistência (solda ponto)

9 de Soldagem por resistência (solda ponto)

10 Modelo dinâmico simples é difícil de ser obtido, para tanto utiliza-se de técnicas alternativas de monitoramento e controle: Emissão térmica; Ultrassom (profundidade de solda); Emissão sonora; Expansão térmica; Tensão elétrica; Resistência; Tensão residual; Deslocamento do eletrodo; Corrente elétrica entre outras.

11 Laser:

12 Laser:

13 Arco elétrico:

14 Arco elétrico:

15 Arco elétrico:

16 Arco elétrico:

17 Arco elétrico:

18 Arco elétrico:

19 Arco elétrico:

20 Os processos de soldagem promovem distúrbios que alteram a saída do processo: Distorção térmica; Variações geométricas; Erro de movimentos robóticos; Problemas de fixação.

21 A eliminação se dá por controle com retroalimentação, cujas variáveis de entrada são: Gás de proteção; Tensão/corrente do arco elétrico; Velocidade de soldagem; Velocidade de penetração do consumível; Posicionamento e orientação da tocha; Vibração ou oscilação da tocha; Tipo de deposição do material.

22 Variáveis de entrada que são fixas: Propriedades mecânicas do eletrodo e do material base; Tipo de junta; Geometria da peça.

23 Variáveis de saída possíveis de serem medidas durante o processo de soldagem: Distribuição de temperatura; Taxa de arrefecimento; Comprimento do arco; Emissão sonora; Geometria do arco; Movimento do arco; Movimento da poça de fusão.

24 Um dos modelos do arco da solda para controle: Modelo de comprimento do arco: dl dt K L 5 R L comprimento do arco K K m n 5 0 m tensão do arco n valor absoluto da inversa da inclinação da fonte de potência K0 costante R velocidade de do eletrodo alimentação

25 No caso a função de transferência será: L s Kw s 1 w s w K w s L s 1 K 5 R K 5 ganho do processo de soldagem transformada do comprimento do arco transformada da velocidade angular do consumível

26 Existem outros modelos para controle e dentre eles pode-se ainda destacar: Modelo de controle da poça de fusão; Modelo de zona afetada pelo calor; Modelo de taxa de resfriamento.

27 Observações: Como a natureza do processo de soldagem é hostil: Alta temperatura; Salpicos respingos; Ruído eletromagnético; Gases; Irradiação ultravioleta. O uso de sensores é restrito.

28 Observações: Os sensores mais utilizados são de: Emissão sonora; Detectores de infravermelho; Detector de ultravioleta; Sensores óticos sistemas de visão.