ULTRASSOM EM SOLDA A PONTO

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1 1 ULTRASSOM EM SOLDA A PONTO

2 2 Fundamentos da Soldagem Soldagem por resistência Definição: É um processo de pressão, produzido a partir da superfície de contato entre duas chapas distintas, por meio do calor gerado por efeito Joule durante a circulação da corrente elétrica na resistência de junção. Características do processo: Alta velocidade de execução Flexibilidade Elevada capacidade de automação

3 3 Fundamentos da Soldagem Soldagem por resistência Eletrodo i i F Chapa 1 Chapa 2 R 6 R 7 R 1 R 3 R 4 R 5 Eletrodo F R 2 A passagem da corrente elétrica elevada provoca intenso aquecimento na área de contato das peças, devido a alta resistência na região 5. Pela lei de Joule: Energia 2 Q = R x I x T Resistência elétrica Tempo de solda Intensidade da corrente elétrica

4 Fundamentos da Soldagem 4 Solda por resistência a ponto

5 Fundamentos da Soldagem 5 Solda por resistência a ponto

6 Carrocerias Automotivas 6

7 Carrocerias Automotivas 7

8 Carrocerias Automotivas 8 Spot Welds 4000 ~ 7000 Mig Welds ~5.0 m Adhesive ~ 90.0 m

9 Segurança 9

10 Ensaios Destrutivos Aplicáveis 10 Ensaio de destacamento por martelo ou talhadeira Fratura ao redor do ponto de solda formado, e posterior medição através de um paquímetro.

11 11 Ensaios Destrutivos Aplicáveis Ensaio de destacamento por martelo ou talhadeira Facilidade de execução Vantagens: Baixo custo Utilização em chão de fabrica Desvantagens: Risco de acidente para o operador Método subjetivo

12 Ensaios Destrutivos Aplicáveis Ensaio de tração Fornece dados quantitativos das características mecânicas dos materiais. Vantagem: Registro dos valores de resistência dos pontos de solda ao cisalhamento. Desvantagem: Tempo e excessivo e alto custo para serviços rotineiros 12

13 13 Ensaios Destrutivos Aplicáveis Ensaio metalográfico Consiste na verificação a olho nú, ou com uma ampliação de até 1000 vezes a seção transversal do ponto de solda, devidamente lixado e polido. Objetivo: Verificar a homogeneidade ou heterogeneidade do produto e constatar a presença de descontinuidades, podendo ser mensurado também o diâmetro e a altura do ponto de solda.

14 Ensaios Destrutivos Aplicáveis 14 Ensaio metalográfico Preciso na detecção de descontinuidades e usualmente aplicado na fase de validação dos parâmetros de soldagem, e periodicamente para ajustar os parâmetros do ensaio por ultrassom.

15 15 Aplicações Método de Ensaio Por Ultrassom Medicina Agropecuária Soldagem Limpeza

16 16 Aplicações Método de Ensaio Por Ultrassom Laminados Forjados

17 17 Aplicações Método de Ensaio Por Ultrassom Fundidos Soldados

18 Método de Ensaio Por Ultrassom 18 APARELHO DE ULTRASSOM MARCADOR DE TEMPO

19 Método de Ensaio Por Ultrassom 19

20 Método de Ensaio Por Ultrassom 20 ESPECTRO DE FREQUÊNCIA SONORA 20 Hz 20 khz INFRASSOM SOM AUDIVEL ULTRASSOM Campo ultrassônico material: 50 khz até 125 MHz (atual)

21 Método de Ensaio Por Ultrassom Efeito Piezelétrico Propriedade que certos cristais possuem de transformar energia elétrica em energia mecânica e mecânica em elétrica Corrente elétrica +(-) - (+) e Ondas mecânicas Refletor e = V 2 f e = espessura do cristal (m) V = velocidade do som no cristal (m/s) f = frequência de ressonância do cristal (Hz) 21

22 Amplitude 22 Método de Ensaio Por Ultrassom TÉCNICAS DE INSPEÇÃO Técnica Pulso eco PEÇA COM DESCONTINUIDADE Eco de fundo Descontinuidade Eco de fundo Tempo ou distância percorrida pela onda

23 Método de Ensaio Por Ultrassom Mostrador tipo A-Scan Positivo e negativo Modo RF Modo retificado completo Positivo Negativo Modo retificado positivo Modo retificado negativo 23

24 Método de Ensaio Por Ultrassom Mostrador tipo B-Scan 24 Tela do aparelho 5,5 mm Peça Vista frontal da peça e de seus defeitos

25 Método de Ensaio Por Ultrassom 25 Incidência normal: Meio I Reflexão Interface Meio II Transmissão

26 Método de Ensaio Por Ultrassom 26 Atenuação peça Curva de atenuação db = 20 log A A0 A = A0 X 10 (db/20)

27 Método de Ensaio Por Ultrassom Cabeçote para controle de solda a ponto 27 carcaça cristal conector amortecedor reservatório de água N membrana

28 28 Método de Ensaio Por Ultrassom Cabeçote para controle de solda a ponto Preparação do cabeçote Insira a membrana Complete com água Rosqueie a carcaça Verifique a existência de bolha de ar Após uso, esvazie o transdutor

29 29 Método de Ensaio Por Ultrassom Seleção do Cabeçote O feixe do cabeçote deve ser igual ou menor que o diâmetro do ponto de solda a ser ensaiado. D O diâmetro da lentilha pode ser determinado pela espessura da menor chapa. d = 4 s d = diâmetro de lente requerido (mm) s = espessura da chapa mais fina (mm)

30 Método de Ensaio Por Ultrassom 30 Ecos Múltiplos

31 31 Método de Ensaio Por Ultrassom Ensaio por ultrassom na inspeção de soldas a ponto - A-scan É baseada na detecção de ecos múltiplos do fundo de uma chapa soldada. Ecos intermediários refletidos na interface entre as chapas identificam pontos sem solda, colados ou com lentilha pequena. A amplitude, posição e número de ecos refletidos permitem diferenciar pontos bons e pontos com defeitos

32 32 Método de Ensaio Por Ultrassom Caracterização dos pontos Ponto bom VIEW A-scan OK OK A-scan freeze

33 33 Método de Ensaio Por Ultrassom Caracterização dos pontos Ponto queimado VIEW A-scan NOK burnt A-scan freeze

34 34 Método de Ensaio Por Ultrassom Ensaio por ultrassom na inspeção de soldas a ponto - B-scan Cabeçote matricial (com múltiplos cristais) Equipamento

35 35 Método de Ensaio Por Ultrassom Cabeçote matricial (com múltiplos cristais) Cada cristal envia e recebe sinais independentes, coletando informações estrutural da amostra. Combinando a resposta de cada elemento é possível construir uma imagem ultrassônica da estrutura interna do ponto de solda. Menor amplitude A B /3 1 3 C A B C Maior amplitude

36 36 Método de Ensaio Por Ultrassom Interpretação das imagens - B-scan Ponto bom

37 37 Método de Ensaio Por Ultrassom Interpretação das imagens - B-scan Falha no ponto

38 Método de Ensaio Por Ultrassom Interpretação das imagens - B-scan Ponto queimado 38

39 39 Método de Ensaio Por Ultrassom Comparação entre as técnicas ( A e B scan) Técnica A scan Simples Vantagens: Robusto Utiliza o mesmo equipamento em outras aplicações Troca de cabeçote em função do tamanho da lentilha Desvantagens: Difícil interpretação dos sinais Não é possível determinar o tamanho da lentilha Técnica B scan ( cabeçote com múltiplos elementos Matricial) Medição e imagem da lentilha de solda em tempo real Vantagens: Desvantagens: Portátil Fácil de operar Baixa resolução Tamanho do cabeçote

40 Método de Ensaio Por Ultrassom Estado da Arte 40 Verificação da integridade da solda em tempo real

41 Método de Ensaio Por Ultrassom Estado da Arte 41 Verificação da integridade da solda em tempo real

42 Método de Ensaio Por Ultrassom Verificação da integridade da solda em tempo real 42

43 Método de Ensaio Por Ultrassom Conclusões 43 Utilizado com critério, o ensaio com ultrassom é bastante confiável, e os seus resultados se aproximam muito dos exames metalográficos; Instalado nas linhas de produção, consegue prever falhas e orientar os processos de soldagem; A implantação do sistema de testes por ultrassom reflete em ganhos de qualidade e confiabilidade no processo, atendendo as exigências de responsabilidade civil do produto. Através da técnica do ultrassom, é possível criar uma cultura de busca a melhoria contínua, especialmente em função de que não é necessário destruir a peça para efetuar o controle, reduzindo-se os custos de refugo e retrabalho. A técnica prestou um valioso auxilio na determinação dos parâmetros ideais de soldagem e por conseguinte na elaboração das especificações de processo. A técnica de inspeção utilizando o cabeçote matricial representa hoje o estado da arte da técnica de ultrassonografia, permite aos operadores uma melhor compreensão do sinal captado pelo equipamento, em especial devido à aquisição de imagem em tempo real.