INFLUÊNCIA DA VARIAÇÃO DO TECIMENTO, ÂNGULO DE ATAQUE E VELOCIDADE DE ALIMENTAÇÃO SOBRE A GEOMETRIA DE CORDÕES DE REVESTIMENTO PELO PROCESSO MIG-DWOA

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1 6º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO 6 th BRAZILIAN CONFERENCE ON MANUFACTURING ENGINEERING 11 a 15 de abril de 2011 Caxias do Sul RS - Brasil April 11 th to 15 th, 2011 Caxias do Sul RS Brazil INFLUÊNCIA DA VARIAÇÃO DO TECIMENTO, ÂNGULO DE ATAQUE E VELOCIDADE DE ALIMENTAÇÃO SOBRE A GEOMETRIA DE CORDÕES DE REVESTIMENTO PELO PROCESSO MIG-DWOA Luiz Paulo da Silva Cruz Junior, engluizpaulo@gmail.com 1 Tarcio dos Santos Cabral, engetarcio@hotmail.com 1 Everton Augusto Maciel Mendonça, notreve@ufpa.br 1 Diogo José Rocha de Castro, diogo_castro22@hotmail.com 1 Lúcio da Silva Barboza Filho, luciofilho.eng.quimica@gmail.com 1 Eduardo de Magalhães Braga, edbraga@ufpa.br 1 Valtair Antônio Ferraresi, valtairf@mecanica.ufu.br 2 Resumo: O revestimento de aço carbono com um aço inoxidável é uma prática comum na indústria, os motivos para esta utilização incluem, do lado dos aços carbono de grau estrutural, o seu menor custo aliado a uma maior resistência mecânica e, do lado dos aços inoxidáveis, a sua resistência a corrosão muito superior e necessária em aplicações em um meio agressivo. O objetivo deste trabalho é analisar através da correlação o de Pearson os efeitos das variáveis de influência (amplitude de tecimento, ângulo de ataque e velocidade de alimentação do arame energizado) sobre a morfologia de cordões de revestimento caracterizada pelas variáveis de resposta que são o reforço, largura, penetração e diluição. Os revestimentos foram realizados pelo processo MIG-DWOA (Metal Inert Gas - Double Wire Only Arc), sobre chapas de aço carbono 1020 e tendo como metal de adição o arame da classe AWS ER 308LSi. Através de um software comercial foram feitas às análises através de correlação linear dos resultados, demonstrando que há uma tendência de aumentar a largura do cordão e diminuir a penetração e reforço com o aumento da amplitude, há também uma tendência de aumentar a largura, penetração e reforço com o aumento da velocidade de alimentação e há também uma tendência de aumentar a largura e o reforço e diminuir a penetração com o aumento do ângulo de ataque. Palavras-chave: soldagem, revestimento, MIG-DWOA, Pearson 1. INTRODUÇÃO Equipamentos que trabalham em ambientes agressivos tanto quimicamente quanto fisicamente têm o processo de deterioração acelerado pela existência de vários fenômenos. Um meio de prolongar a vida útil desses equipamentos é a aplicação de um revestimento de um material mais resistente ao meio de trabalho, no nosso caso utilizamos o aço inoxidável como revestimento. Existem diversos processos para a execução de revestimento como, por exemplo, por aspersão térmica, arco submerso, arame tubular, contudo neste estudo utilizaremos o processo MIG-DWOA. O processo de revestimento requer algumas características particulares, deseja-se obter uma penetração relativamente pequena, já o reforço e a largura do cordão devem ser os maiores possíveis, aumentando-se desta maneira a do revestimento e, conseqüentemente, diminuindo o número de cordões a serem aplicados (Corrêa, 2000). Os fatores que podem influenciar as características de um cordão de revestimento (penetração e reforço) são variáveis correlacionadas de forma dependente com o processo (nível de corrente, tipo de gás de proteção, diâmetro do eletrodo, comprimento do arco, distância tocha-peça, posição de soldagem, configuração da junta, velocidade de soldagem, taxas de deposição do material de adição, etc.). Em especial, sabe-se que o tecimento ou oscilação da fonte de calor tem ação preponderante sobre o revestimento. O tecimento é caracterizado por parâmetros de regulagem, sendo os principais a freqüência e amplitude de tecimento e os tempos de parada central e lateral (Fratari, 2009). Fratari (2009) concluiu em seu trabalho que a velocidade de deslocamento transversal da fonte de calor (Vtr), mostrado na Figura 1, é uma variável de grande importância, pois ela que determina a real distribuição do calor imposto. A Figura 1 ilustra a relação da velocidade transversal com as velocidades de soldagem (Vsold) e de oscilação (Vosc). Segundo ainda Fratari (2009) as Eq. (1) e Eq. (2) quantificam a relação entre as três velocidades. Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas 2011

2 Figura 1. Relação vetorial entre as velocidades de deslocamento longitudinal (Vsold) e de oscilação (Vosc), resultando na velocidade transversal (Vtr) com que a tocha se desloca de um lado para o outro na junta. = (1) = + (2) Onde: = Velocidade de Oscilação da fonte de calor (tocha de soldagem); = Velocidade de deslocamento transversal da fonte de calor; = Velocidade de Soldagem; = Freqüência de Tecimento da fonte de calor; = Amplitude de Tecimento da fonte de calor; = Tempo de parada lateral da fonte de calor. MIG DWOA (Double Wire Only Arc) é um tipo de processo que se estabelece como uma alternativa técnica e econômica em relação à soldagem MIG/MAG. Esta nova versão da soldagem utiliza apenas um equipamento convencional (uma fonte de tensão constante), a alimentação do arame não energizado é realizada através de um segundo cabeçote alimentador e um sistema (injetor de arame) acoplado à extremidade da tocha de soldagem a fim de conduzi-lo a região do arco elétrico (Cruz, 2009). A Figura 2 ilustra a representação esquemática de uma tocha de soldagem MIG/MAG reta com o injetor de arame não energizado acoplado a sua extremidade. O objetivo deste trabalho é analisar através da correlação de Pearson a influência da variação na amplitude de tecimento, na velocidade de alimentação do arame energizado e no ângulo de ataque da tocha de soldagem, sobre a morfologia de cordões de revestimentos, em chapas de aço carbono pelo processo MIG-DWOA com arame AWS ER 308LSi. Figura 2. Representação esquemática do injetor de arame não energizado acoplado à tocha MIG/MAG (Cruz, 2009). 2. MATERIAIS E MÉTODOS A simulação do revestimento foi proposta com base no deposito de cordões sobre chapa de aço carbono na posição plana, pelo processo MIG-DWOA. Através de um planejamento experimental por fatorial completo (3 3 ), foi analisada a influência do tecimento (amplitude de tecimento), da velocidade de alimentação e do ângulo de ataque da tocha de soldagem sobre a morfologia dos cordões de revestimento, estes parâmetros foram definidos de modo a possuir a maior

3 independência possível entre si. Após as soldagens propôs-se efetuar as medições das características geométricas. Neste trabalho manteve-se a velocidade de soldagem longitudinal e transversal constantes para permitir que o calor fornecido ao cordão de solda durante o deslocamento da tocha de soldagem de um lado para o outro da peça seja o mesmo, e usar como fatores de entrada a amplitude de tecimento (A), o ângulo de ataque da tocha de soldagem (Ө) e a velocidade de alimentação do arame energizado (Vae) para a análise da influência sobre as características do cordão de revestimento. Como as velocidades de deslocamento transversal (Vtr) e de soldagem (Vsold) foram mantidas constantes, a velocidade de oscilação (Vosc) também permaneceu constante. Para podermos avaliar os efeitos dos fatores de entrada sobre os fatores de saída (resposta), manteve-se as variáveis dependentes do processo de soldagem (tensão de soldagem, diâmetro do eletrodo, velocidade de soldagem, gás de proteção, distância bico de contato peça e posição de soldagem e configuração da junta) constantes, conforme apresentada na Tabela 1. Tabela 1. Parâmetros fixos do experimento de soldagem. Parâmetros Velocidade Transversal Velocidade de Soldagem Tensão Distância Bico de Contato Peça (DBCP) Posição de Soldagem Junta Gás de Proteção Vazão Eletrodo Nível 33 mm/s 3 mm/s 20 V 14 mm Plana Cordão sobre chapa Ar + 2% O2 14 l/min CCEP Ângulo de entrada do arame não energizado Desenvolvimento Experimental Utilizou-se como metal de base barras chatas de aço carbono ABNT 1020, com dimensões de 300 mm de comprimento, 50 mm de largura e espessura de 6,5 mm. Os arames tanto o eletrodo como o arame de adição foram de aço inoxidável austenítico do tipo AWS ER 308LSi, sendo que para o arame eletrodo (energizado) utilizou-se um diâmetro de 1,2mm e para o arame de adição optou-se pelo de 1,0 mm de diâmetro. A fonte de soldagem foi uma inversal 450, trabalhando no modo tensão constante. Um cabeçote auxiliar foi utilizado para alimentar o arame de adição, inserido na atmosfera do arco estabelecido entre o metal de base e o arame eletrodo, através de um injetor de arame. Para a movimentação do sistema tocha-injetor, utilizou-se uma mesa de coordenadas para soldagem SOLDAMATIC-XYZ-T. O ângulo de entrada do arame não energizado escolhido foi de 53º, para que o arame seja inserido no centro do arco voltaico, sendo assim fundido com o calor gerado da conexão arco eletrodo. Após a realização das soldagens, retirou-se uma seção transversal da cada corpo de prova. Esta amostra foi retirada de uma distância de 15 cm a partir do inicio do cordão. Foram, então, lixadas até a lixa #600 e atacadas com NITAL 2%. As características geométricas do depósito foram medidas através da seção transversal dos cordões com o auxilio de um sistema da aquisição de imagens e através de um software comercial Quantificações dos fatores (parâmetros de influência) Após alguns ensaios preliminares, chegou-se a um cordão satisfatório com uma amplitude de 11 mm e uma freqüência de 1,5 Hz, estes cordões apresentaram um aspecto visual bastante satisfatório, com base na Eq. (1) e mantendo a velocidade de deslocamento transversal constante e, conseqüentemente, a velocidade de oscilação (Eqs. 3 e 4) calculou-se um valor inferior e outro superior para montar o fatorial (Tab. 2), considerando que o tpl é igual a zero, pois segundo Fratari (2009) esta variável não tem influencia sobre o revestimento.

4 Tabela 2. Valores de amplitude e suas freqüências adotadas. A (mm) f(hz) 12 1,3 11 1,5 10 1,65 Nota: A representa a amplitude de tecimento e f a freqüência de tecimento A velocidade de alimentação do arame energizado foi regulada após diversos ensaios preliminares onde se buscou um cordão de solda com um bom aspecto superficial, esta condição foi alcançada quando a velocidade de alimentação do arame energizado foi regulada para 6 m/min. De posse do valor de velocidade de alimentação buscou-se um limite inferior (4 m/min) e outro superior (8 m/min) para o fatorial do experimento. A velocidade do arame não energizado para este experimento foi 1/3 (um terço) da velocidade do arame energizado, este valor foi fixado para evitar que esta variável se torne mais uma variável de influência. Tabela 3. Velocidades adotadas de alimentação para arame energizado e não energizado. Vae (m/min) Vane (m/min) 4 1, ,7 Nota: Vae representa velocidade de alimentação do arame energizado e Vane representa a velocidade de alimentação do arame não energizado. A inclinação da tocha de soldagem forma com a reta vertical situada perpendicularmente a linha de soldagem, um ângulo de ataque que pode ser para frente ou para trás, negativo ou positivo. Neste experimento adotou-se inicialmente um ângulo nulo (0 ) e posteriormente utilizou-se o eletrodo inclinado para trás, ângulo de ataque negativo (10 e 15 ). Desta forma o jato de plasma espalha o material líquido na forma de um colchão fluído. Isto faz aumentar a largura do cordão de solda e diminuir o reforço e a penetração. Através de um planejamento experimental por fatorial completo (3 3 ), foi analisada a influência do tecimento, da velocidade de alimentação do arame energizado e do ângulo de ataque da tocha de soldagem sobre a morfologia dos cordões de revestimento. Através de um software comercial foram feitas às análises através de correlação linear dos resultados. A Tabela 4 mostra as variáveis independentes e respectivos níveis. 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Tabela 4. Planejamento experimental por Fatorial completo (3 3 ) Amplitude (mm) Ângulo de ataque da tocha (graus) Vae (energizado) (m/min) A Tabela 5 mostra as variáveis independentes (amplitude, A, ângulo de ataque, Ө e velocidade de alimentação do arame energizado, Vae) e os valores obtidos para o reforço (r), penetração (p), largura (l) e diluição (δ). Tabela 5. Características geométricas do cordão de solda dos 27 ensaios (fatorial 3 3 ). A Ө Vae r p l δ (mm) (graus) (m/min) (mm) (mm) (mm) (%) ,57 0,72 11,62 13, ,00 1,02 15,48 20, ,79 1,06 16,46 16, ,73 0,25 11,37 5, ,67 1,13 17,11 22,89

5 ,79 0,94 16,71 17, ,43 0,66 14,09 15, ,93 1,05 16,96 21, ,85 0,9 15,75 16, ,41 0,79 10,70 17, ,94 14,81 16, ,42 0,97 14,01 13, ,88 0,56 10,71 12, ,08 1,28 14,05 20, ,84 0,86 15,39 18, ,84 0,66 10,46 10, ,22 1,15 14,27 21, ,29 0,71 14,02 10, ,74 0,57 9,42 12, ,00 0,95 13,54 18, ,51 1,03 12,84 12, ,10 0,92 9,82 13, ,14 1,1 14,65 20, ,00 1,01 14,97 16, ,12 0,51 9,23 9, ,19 1,34 15,42 22, ,54 0,77 15,15 12,03 Nota: A representa a amplitude de tecimento, Ө representa o ângulo de ataque, Vae representa a velocidade de alimentação do arame não energizado, r representa o reforço, p representa a penetração, l representa a largura e δ representa a diluição. 3.1 Correlação linear Através da análise do coeficiente de correlação de Pearson que mede o grau de correlação entre as variáveis de influência (amplitude de tecimento, velocidade de alimentação do arame energizado e ângulo de soldagem) e as variáveis de resposta que correspondem à morfologia dos cordões (penetração, reforço e largura) Análise da morfologia do cordão através da correlação linear utilizando a amplitude como fator de análise Tabela 6. Resultado da Análise de Correlação Linear Morfologia do cordão Ângulo de Ataque Vae Fator (%) Morfologia do Cordão Penetração Reforço Largura Diluição Amplitude 0,667-0,515 0,996 0,119 6 Amplitude 0,803-0,984 0,611 8 Amplitude 0,327-0,918 0,980 0,978 4 Amplitude -0,999-0,994 0,996-0,923 6 Amplitude 0,156-0,919 0,759 0,874 8 Amplitude -0,466-0,957 0,958 0,453 4 Amplitude 0,866-0,994 0,962 0,940 6 Amplitude -0,984-0,815 0,570-0,963 8 Amplitude 0,669-0,988 0,342 0,685

6 Para ângulo de ataque igual a zero Analisando a Tab. 6 quando temos uma velocidade de alimentação do arame energizado igual a 4 m/min, a variação da amplitude ocasionou um efeito mais significativo sobre a largura do cordão (p=0.996 correlação positiva forte), decrescendo para a penetração (p=0.667 correlação positiva média), reforço (p= correlação negativa média) e diluição (p=0.119 correlação positiva fraca). Para velocidade de alimentação do arame energizado igual a 6 m/min, novamente a variação da amplitude ocasionou um efeito mais significativo sobre a largura do cordão (p=0.984 correlação positiva forte), decrescendo para a penetração (p=0.803 correlação positiva média), diluição (p=0.611 correlação positiva média) e para a variável dependente do reforço não houve correlação entre ela e a variação da amplitude porque para a faixa de amplitude estudada não houve nenhuma alteração no valor do reforço, se mantendo constante para todas as amplitudes. Quando analisamos a última velocidade de alimentação igual a 8 m/min, observamos novamente a tendência da variação da amplitude ocasionar um efeito significativo sobre a largura do cordão (p=0.980 correlação positiva forte), mas diferentemente das outras velocidades (4 e 6 m/min) a diluição aparece como segunda correlação mais significativa (p=0.978 correlação positiva forte), seguida pelo reforço (p=0.918 correlação negativa forte) e pela penetração que vem em seguida com uma correlação fraca (p=0.327) com a variação da amplitude. A Figura 3 relaciona a amplitude de tecimento com a largura do cordão usando ângulo de ataque igual a 0 e velocidade do arame energizado de 4 m/min. Esta Figura apresenta as curvas representativas das condições de ensaio em que se variou apenas a amplitude de tecimento, mantendo-se fixos as outras variáveis de influências. Observa-se a tendência de aumento da largura do cordão com o aumento da amplitude de tecimento. Figura 3. Efeito da amplitude de tecimento sobre a largura do cordão de solda. Ângulo de ataque em 0 e velocidade do arame energizado de 4 m/min. A figura abaixo relaciona a amplitude de tecimento com a diluição usando ângulo de ataque igual a 0 e velocidade do arame energizado de 8 m/min. Observa-se a tendência de aumento da diluição com o aumento da amplitude de tecimento. Figura 4. Efeito da amplitude de tecimento sobre a diluição. Ângulo de ataque em 0 e velocidade do arame energizado de 8 m/min Para ângulo de ataque igual a 10 A Tabela 6 nos mostra que quando temos uma velocidade de alimentação do arame energizado igual a 4 m/min, a variação da amplitude é significativa para todas as variáveis de resposta (penetração, reforço, largura e diluição), a largura tem uma correlação positiva já as outras tem correlação negativa. Para velocidade de alimentação do arame energizado igual a 6 m/min, a variação da amplitude ocasionou um efeito mais significativo sobre o reforço (p= correlação negativa forte), decrescendo para a diluição (p=0.874

7 correlação positiva média), largura (p=0.759 correlação positiva média), e sem efeito significativo sobre a penetração (p=0.156). A última condição de soldagem para a o ângulo de ataque de 10 é a velocidade de alimentação igual a 8 m/min, que apresenta uma correlação com efeito significativo para as variáveis dependentes largura e reforço, e efeito menos intenso para a penetração e diluição. A Figura 5 relaciona a amplitude de tecimento com a penetração do cordão usando ângulo de ataque igual a 10 e velocidade do arame energizado de 4 m/min. Esta Figura apresenta as curvas representativas das condições de ensaio em que se variou apenas a amplitude de tecimento, mantendo-se fixos as outras variáveis de influências. Observa-se a tendência de diminuição da penetração do cordão com o aumento da amplitude de tecimento. Figura 5. Efeito da amplitude de tecimento sobre a penetração do cordão de solda. Ângulo de ataque em 10 e velocidade do arame energizado de 4 m/min Para ângulo de ataque igual a 15 A análise da Tab. 6 nos mostra que para estas condições de soldagem, quando temos uma velocidade de alimentação do arame energizado igual a 4 m/min, a variação da amplitude é significativa para todas as variáveis de resposta (penetração, reforço, largura e diluição), mas mais intensa para o reforço (correlação negativa) e a largura (correlação positiva). Para velocidade de alimentação do arame energizado igual a 6 m/min, a variação da amplitude ocasionou um efeito significativo sobre a penetração (p= correlação negativa forte) e diluição (p= correlação negativa forte), decrescendo para o reforço (p= correlação negativa forte) e, com efeito, menos significativo sobre a largura (p=0.570 correlação positiva média). A velocidade de alimentação de 8 m/min, apresenta uma correlação com efeito significativo para o reforço (p= correlação negativa forte), o efeito da correlação decresce primeiramente para a diluição, penetração e depois para a largura. A Figura 6 relaciona a amplitude de tecimento com o reforço do cordão usando ângulo de ataque igual a 15 e velocidade do arame energizado de 4 m/min. Esta Figura apresenta as curvas representativas das condições de ensaio em que se variou apenas a amplitude de tecimento, mantendo-se fixos as outras variáveis de influências. Observa-se a tendência de diminuição do reforço com o aumento da amplitude de tecimento. Figura 6. Efeito da amplitude de tecimento sobre o reforço do cordão de solda. Ângulo de ataque em 15 e velocidade do arame energizado de 4 m/min Análise da morfologia do cordão através da correlação linear utilizando a velocidade de alimentação do arame energizado como fator de análise

8 Tabela 7. Resultado da Análise de Correlação Linear Morfologia do cordão Amplitude Ângulo de Ataque Fator (%) Morfologia do Cordão Penetração Reforço Largura Diluição 0 Vel. Alimentação 0,936 0,926 0,776-0, Vel. Alimentação 0,500 0,885 0,892 0, Vel. Alimentação 0,306 0,887 0,846 0,184 0 Vel. Alimentação 0,933 0,973 0,760-0, Vel. Alimentação 0,415 0,948 0,971 0, Vel. Alimentação 0,093 0,964 0,835-0,031 0 Vel. Alimentação 0,915 0,986 0,946 0, Vel. Alimentação 0,745 0,841 0,833 0, Vel. Alimentação 0,610 0,986 0,576 0, Para amplitude de tecimento igual 10 mm A Tabela 7 nos mostra que quando temos um ângulo de ataque igual a 0, a variação da velocidade de alimentação teve um efeito mais significativo sobre a penetração e o reforço (p=0.936 e p=0.926 respectivamente, correlação positiva forte), decrescendo para a largura (p=0.776) e não teve efeito sobre a diluição. Para o ângulo de ataque de 10º a variação da velocidade de alimentação é significativa para a largura e o reforço, e menos significativo para a penetração e diluição. Assim como para o ângulo de ataque de 10 o ângulo de ataque de 15 tem uma significância maior para a largura e o reforço, sendo que para a penetração e diluição o efeito da variação da velocidade de alimentação é insignificante. A Figura 7 relaciona a velocidade de alimentação do arame energizado com a penetração do cordão usando amplitude de tecimento igual a 10 mm e ângulo de ataque igual a 0. Esta Figura apresenta as curvas representativas das condições de ensaio em que se variou apenas a velocidade de alimentação do arame energizado, mantendo-se fixos as outras variáveis de influências. Observa-se a tendência de aumento da penetração do cordão com o aumento da velocidade de alimentação. Figura 7. Efeito da velocidade de alimentação do arame energizado sobre a penetração do cordão de solda. Amplitude de tecimento de 10 mm e ângulo de ataque igual a Para amplitude de tecimento igual 11 mm Quando analisamos a Tab. 7 vemos que quando temos um ângulo de ataque igual a 0, a variação da velocidade de alimentação teve um efeito mais significativo sobre a penetração, o reforço e para a diluição (correlação negativa forte), decrescendo para a largura (p=0.760). Para o ângulo de ataque de 10º a variação da velocidade de alimentação é significativa para a largura e o reforço, decrescendo para a diluição e menos significativo para a penetração. Para um ângulo de ataque de 15 a variação da velocidade de alimentação é mais significativa para o reforço decrescendo para a largura e quase sem correlação para a penetração e a diluição.

9 A Figura 8 relaciona a velocidade de alimentação do arame energizado com a largura do cordão usando amplitude de tecimento igual a 11 mm e ângulo de ataque igual a 10. Esta Figura apresenta as curvas representativas das condições de ensaio em que se variou apenas a velocidade de alimentação do arame energizado, mantendo-se fixos as outras variáveis de influências. Observa-se a tendência de aumento da largura do cordão com o aumento da velocidade de alimentação. Figura 8. Efeito da velocidade de alimentação do arame energizado sobre a largura do cordão de solda. Amplitude de tecimento de 11 mm e ângulo de ataque igual a 10. A figura abaixo relaciona a velocidade de alimentação do arame energizado com a diluição usando a amplitude de tecimento igual a 11 mm e ângulo de ataque igual a 0. Observa-se a tendência de redução da diluição com o aumento da velocidade de alimentação do arame energizado. Figura 9. Efeito da velocidade de alimentação do arame energizado sobre a diluição. Amplitude de tecimento de 11 mm e ângulo de ataque igual a Para amplitude de tecimento igual 12 mm Pela Tabela 7 vemos que quando temos um ângulo de ataque igual a 0, a variação da velocidade de alimentação teve um efeito significativo sobre quase todas as características geométricas (penetração, reforço e largura) correlação positiva forte, exceto para a diluição que teve um efeito moderado. Para o ângulo de ataque de 10º a variação da velocidade de alimentação é significativa para o reforço e a largura, e menos significativa para a penetração e a diluição. Para um ângulo de ataque de 15 a variação da velocidade de alimentação é significativa para o reforço, sendo menos significativo para a largura e penetração e sem efeito sobre a diluição. A Figura 10 relaciona a velocidade de alimentação do arame energizado com o reforço do cordão usando amplitude de tecimento igual a 12 mm e ângulo de ataque igual a 15. Esta Figura apresenta as curvas representativas das condições de ensaio em que se variou apenas a velocidade de alimentação do arame energizado, mantendo-se fixos as outras variáveis de influências. Observa-se a tendência de aumento do reforço do cordão com o aumento da velocidade de alimentação.

10 Figura 10. Efeito da velocidade de alimentação do arame energizado sobre a largura do cordão de solda. Amplitude de tecimento de 12 mm e ângulo de ataque igual a Análise da morfologia do cordão através da correlação linear utilizando o ângulo de ataque como fator de análise. Tabela 8. Resultado da Análise de Correlação Linear Morfologia do cordão Vae Morfologia do Cordão Amplitude Fator (%) Penetração Reforço Largura Diluição 10 Ângulo Ataque 0,054 0,959-0,130-0, Ângulo Ataque -0,710 0,917-0,732-0, Ângulo Ataque -0,303-0,291 0,699 0, Ângulo Ataque 0,948 0,997 0,996 0, Ângulo Ataque 0,750 0,941-0,815 0, Ângulo Ataque 0,441-0,383 0,914 0, Ângulo Ataque -0,799-0,148 0,966 0, Ângulo Ataque -0,961-0,394 0,195-0, Ângulo Ataque -0,996 0,756-0,567-0, Para velocidade de alimentação do arame energizado igual 4 m/min A Tabela 8 nos mostra que quando a amplitude é igual a 10 mm, a variação do ângulo de ataque ocasiona um efeito significativo sobre o reforço (p=0.959 correlação positiva forte), têm pouco efeito sobre a diluição e não têm efeito sobre a penetração e a largura. Para uma amplitude de tecimento de 11 mm a variação do ângulo de ataque novamente tem um efeito significativo sobre o reforço (p=0.917 correlação positiva forte) e agora também sobre a diluição (p= correlação negativa forte), e tem um efeito menor sobre a penetração e a largura (p= e p=-0.732, respectivamente), correlação negativa. Quando a amplitude é igual a 12 mm o efeito do ângulo de ataque é significativo para a largura (p=0.699 correlação positiva média) e não têm um efeito significativo sobre as outras características. A Figura 11 relaciona o ângulo de ataque com a diluição usando velocidade de alimentação do arame energizado igual a 4m/min e amplitude de tecimento igual a 11 mm. Esta Figura apresenta as curvas representativas das condições de ensaio em que se variou apenas o ângulo de ataque, mantendo-se fixos as outras variáveis de influências. Observa-se a tendência da redução da diluição com o aumento do ângulo de ataque.

11 Figura 11. Efeito do ângulo de ataque sobre a diluição. Velocidade de alimentação do arame energizado igual a 4 m/min e Amplitude de tecimento de 11 mm Para velocidade de alimentação do arame energizado igual 6 m/min Pela Tabela 8 podemos analisar que quando a amplitude é igual a 10 mm, a variação do ângulo de ataque ocasiona um efeito significativo sobre todas as variáveis (correlação positiva forte). Para uma amplitude de tecimento de 11 mm a variação do ângulo de ataque novamente tem um efeito significativo sobre o reforço (p=0.941 correlação positiva forte) e diluição (p=0.997 correlação positiva forte), e um efeito menor sobre a largura (p=-0.815, correlação negativa) e decresce para a penetração. Quando a amplitude é igual a 12 mm o efeito do ângulo de ataque é significativo para a largura (p=0.914 correlação positiva) e têm efeito pouco efeito sobre a penetração, o reforço e a diluição. A Figura 12 relaciona o ângulo de ataque com a largura do cordão usando uma velocidade de alimentação igual a 6 m/min e amplitude de tecimento igual a 10 mm. Esta Figura apresenta as curvas representativas das condições de ensaio em que se variou apenas o ângulo de ataque, mantendo-se fixos as outras variáveis de influências. Observa-se a tendência de aumento da largura do cordão com o aumento do ângulo de ataque. Esta observação vem comprovar o que Scott (2008) diz em seu trabalho que, a largura é dependente do ângulo de ataque, uma soldagem com o ângulo de ataque positivo e o arco empurrando a poça provoca um pré-aquecimento à frente da poça se formando, aumentando a molhabilidade e levando a um cordão com maior largura, mas com menor penetração (maior reforço). Figura 12. Efeito do ângulo de ataque sobre a largura do cordão de solda. A velocidade de alimentação do arame energizado igual a 6 m/min e amplitude de tecimento igual a 10 mm. A Figura 13 relaciona o ângulo de ataque com o reforço do cordão usando uma velocidade de alimentação igual a 6 m/min e amplitude de tecimento igual a 10 mm. Esta Figura apresenta as curvas representativas das condições de ensaio em que se variou apenas o ângulo de ataque, mantendo-se fixos as outras variáveis de influências. Observa-se a tendência de aumento do reforço do cordão com o aumento do ângulo de ataque.

12 Figura 13. Efeito do ângulo de ataque sobre o reforço do cordão de solda. A velocidade de alimentação do arame energizado igual a 6 m/min e amplitude de tecimento igual a 10 mm. A Figura 14 relaciona o ângulo de ataque com a diluição usando uma velocidade de alimentação igual a 6 m/min e amplitude de tecimento igual a 11 mm. Esta Figura apresenta as curvas representativas das condições de ensaio em que se variou apenas o ângulo de ataque, mantendo-se fixos as outras variáveis de influências. Observa-se a tendência de aumento do reforço do cordão com o aumento do ângulo de ataque. Figura 14. Efeito do ângulo de ataque sobre a diluição. A velocidade de alimentação do arame energizado igual a 6 m/min e amplitude de tecimento igual a 11 mm Para velocidade de alimentação do arame energizado igual 8 m/min Pela Tabela 8 podemos analisar que quando a amplitude é igual a 10 mm, a variação do ângulo de ataque ocasiona um efeito significativo sobre a largura do cordão (p=0.966 correlação positiva), decresce para a penetração (p= correlação negativa) e não têm efeito sobre o reforço e diluição. Quando a amplitude é 11 mm a variação do ângulo de ataque ocasiona um efeito significativo sobre a penetração (p= correlação negativa) e não tem efeito sobre as outras variáveis. Para amplitude de 12 mm a variação do ângulo de ataque ocasiona efeito sobre a penetração e decresce para o reforço, largura e diluição. A Figura 15 relaciona o ângulo de ataque com a penetração do cordão usando uma velocidade de alimentação igual a 8 m/min e amplitude de tecimento igual a 12 mm. Esta Figura apresenta as curvas representativas das condições de ensaio em que se variou apenas o ângulo de ataque, mantendo-se fixos as outras variáveis de influências. Observa-se a tendência de diminuição da penetração do cordão com o aumento do ângulo de ataque.

13 Figura 15. Efeito do ângulo de ataque sobre a penetração do cordão de solda. A velocidade de alimentação do arame energizado igual a 8 m/min e amplitude de tecimento igual a 12 mm. 4. CONCLUSÃO Neste experimento, conseguiu-se isolar o efeito de cada variável de influência (Amplitude de tecimento, velocidade de alimentação do arame energizado e ângulo de ataque) sobre as variáveis de resposta (morfologia do cordão) através da correlação de Pearson. A variação da amplitude de tecimento mais significativa para a largura do cordão (Fig. (3)) p=0.996, têm tendência a aumentar a largura do cordão com o aumento da amplitude. Para a diluição (Fig. (4)), têm tendência a aumentar a diluição com o aumento da amplitude. Para a penetração (Fig. (5)) p=-0.999, a tendência é diminuir a penetração com o aumento da amplitude, o mesmo acontece com o reforço (Fig. (5)) p= que também tem a tendência de diminuir o reforço com o aumento da amplitude. A variação da velocidade de alimentação do arame energizado mais significativa para a penetração do cordão (Fig. (7)) p=0.936, têm tendência a aumentar a penetração do cordão com o aumento da velocidade de alimentação. Para a largura (Fig. (8)) p=0.971 a tendência é também de aumentar a largura com o aumento da velocidade de alimentação. Já para a diluição (Fig. (9)) p= a tendência é de diminuir a diluição com o aumento na velocidade de alimentação. Para o reforço (Fig. (10)) p=0.986 a tendência é de aumentar o reforço com o aumento da velocidade de alimentação. A variação do ângulo de ataque para a diluição apresentou dois valores iguais e contrários, primeiramente quando a velocidade de alimentação é igual a 4 m/min (Fig. (11)) p= a diluição diminui com o aumento do ângulo de ataque e depois quando a velocidade de alimentação é igual a 6 m/min (Fig. (14)) p=0.997 a diluição tende a aumentar com o aumento do ângulo de ataque. Para a largura do cordão (Fig. (12)) p=0.996, têm tendência a aumentar a largura do cordão com o aumento do ângulo de ataque. Para o reforço (Fig. (13)) p=0.997 a tendência é também de aumentar o reforço com o aumento do ângulo de ataque. A penetração (Fig. (15)) p= têm o efeito de diminuir a penetração com o aumento do ângulo de ataque. 5. AGRADECIMENTOS Agradecemos a FINEP, CAPES e FAPEMIG pelo apoio financeiro concedido, à Universidade Federal de Uberlândia e a Universidade Federal do Pará pela oportunidade de realizar este experimento. 6. REFERÊNCIAS Corrêa, C. A., 2000, Aço Inoxidável Martensítico Aplicado em Revestimento Pelo Processo MIG Pulsado e Convencional, Dissertação (Mestrado) - Unicamp, Campinas, (São Paulo). Cruz, L. P. S., Ferraresi, V. A., Braga, E. M., 2009, Parâmetros Otimizados para Revestimento de Chapas de Aço Carbono pelo Processo MIG-DWOA com Arame ER 308LSI, Congresso Nacional de Soldagem, Piracicaba (São Paulo). Fratari, R. Q.; Schvartzman, M.; Scotti, A., 2009, Otimização Dos Parâmetros de Tecimento para Confecção de Amanteigamento de Chapas de Aço pelo Processo TIG com Arame AWS ER 309L, Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação, Belo Horizonte (Minas Gerais). Scotti, A.; Ponomarev, V., 2008, Soldagem MIG/MAG: melhor entendimento, melhor desempenho, São Paulo: Artliber Editora.

14 6º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO 6 th BRAZILIAN CONFERENCE ON MANUFACTURING ENGINEERING 11 a 15 de abril de 2011 Caxias do Sul RS - Brasil April 11 th to 15 th, 2011 Caxias do Sul RS Brazil INFLUENCE OF THE VARIATION OF OSCILLATION, ANGLE OF ATTACK AND SPEED OF FEEDING ON THE GEOMETRY OF STRINGS OF COATING FOR THE PROCESS MIG-DWOA Luiz Paulo da Silva Cruz Junior, engluizpaulo@gmail.com 1 Tarcio dos Santos Cabral, engetarcio@hotmail.com 1 Everton Augusto Maciel Mendonça, notreve@ufpa.br 1 Diogo José Rocha de Castro, diogo_castro22@hotmail.com 1 Lúcio da Silva Barboza Filho, luciofilho.eng.quimica@gmail.com 1 Eduardo de Magalhães Braga, edbraga@ufpa.br 1 Valtair Antônio Ferraresi, valtairf@mecanica.ufu.br 2 Abstract. The covering of steel carbon with a stainless steel is a common practice in the industry, the reasons for this use include, beside the steels carbon of structural degree, his/her smallest cost ally to a larger mechanical resistance and, beside the stainless steels, his/her resistance the corrosion very superior and necessary in applications in that an aggressive way. The objective of this work is to analyze through the correlation of Pearson the effects of the influence (oscillation width, attack angle and speed of feeding of the energized wire) variables on the morphology of covering strings characterized by the answer variables that are the reinforcement, width, and penetration. The coverings were accomplished by the process MIG-DWOA (Metal Inert Gas - Double Wire Only Arc), on steel plates carbon 1020 and tends as addition metal the wire of the class AWS ER 308LSI. Through a commercial software they were done to the analyses through lineal correlation of the results demonstrating that there is a tendency of to increase the width of the string and to reduce the penetration and reinforcement with the increase of the width, there is also a tendency of increasing the width, penetration and reinforcement with the increase of the feeding speed and there is also a tendency of to increase the width and the reinforcement and to reduce the penetration with the increase of the attack angle. Keywords: welding, covering, MIG-DWOA, Pearson. Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas 2011