Jose Henrique de Freitas Gomes (UNIFEI) Anderson Paulo de Paiva (UNIFEI)

Transcrição

1 Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 011. OTIMIZAÇÃO MULTI-OBJETIVA DA QUALIDADE E DA PRODUTIVIDADE NA SOLDAGEM DE REVESTIMENTO DE CHAPAS DE AÇO CARBONO UTILIZANDO ARAME TUBULAR DE AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO Jose Henrique de Freitas Gomes (UNIFEI) ze_henriquefg@yahoo.com.br Sebastiao Carlos da Costa (UNIFEI) sccosta@unifei.edu.br Anderson Paulo de Paiva (UNIFEI) andersonppaiva@yahoo.com.br O objetivo deste trabalho é a otimização simultânea da qualidade e da produtividade da soldagem com arame tubular empregada para o revestimento de chapas de aço carbono utilizando aço inoxidável austenítico. A soldagem de revestimento de açços carbono com aços inoxidáveis é uma aplicação que tem apresentado vantagens econômicas significativas para os ambientes industriais, em função de permitir a produção de superfícies anti-corrosivas a partir de materiais de baixo custo. Dessa forma, a qualidade do cordão de revestimento foi otimizada através da formação de escória e do aspecto superficial. Para a produtividade, foram otimizados a taxa de deposição e o rendimento do processo. Os parâmetros de soldagem considerados incluíram a velocidade de alimentação do arame, tensão, velocidade de soldagem e distância bico de contato peça. Uma estratégia multiobjetiva baseada no Método do Critério Global e no Algoritmo Genético foi utilizada para a identificação do ajuste ótimo dos parâmetros de soldagem, sendo as funções objetivo modeladas através da Metodologia de Superfície de Resposta. Esta estratégia combinada foi aplicada com êxito, o que permitiu a otimização dos resultados. Palavras-chaves: Otimização de múltiplos objetivos, Soldagem de revestimento de aços carbono com aços inoxidáveis, Metodologia de Superfície de Resposta, Método do Critério Global, Algoritmo Genético

2 Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de Introdução A soldagem de revestimento é o processo em que uma camada de metal de adição é depositada sobre a superfície de outro material com o objetivo de obter propriedades ou dimensões desejadas. É geralmente empregada para prorrogar a vida útil de peças que não possuem todas as propriedades necessárias para uma dada aplicação, para recuperação de elementos afetados pelo desgaste ou corrosão ou para criação de superfícies com características especiais (MARQUES et al., 005; PHILLIPS, 1965). Considerando o caso em que se deseja a criação de superfícies com propriedades especiais, a soldagem de revestimento de aços carbono com aços inoxidáveis é então definida como a deposição de uma camada de aço inoxidável sobre superfícies de aços carbono ou aços de baixa liga, produzindo uma camada com propriedades anti-corrosivas e de resistência necessárias para suportar ambientes sujeitos ao alto desgaste por corrosão. Palani & Murugan (007) e Murugan & Parmar (1997) afirmam que o emprego deste processo tem aumentado nos ambientes industriais, na medida em que superfícies resistentes à ambientes corrosivos podem ser produzidas a partir de materiais comuns e de menor custo. Dessa forma, em comparação ao emprego de componentes puramente de aços inoxidáveis, que são caracterizados por custos elevados, a soldagem de revestimento de aços carbono com aços inoxidáveis tem apresentado vantagens econômicas significativas. Suas aplicações se estendem entre os mais diversos tipos de indústrias, entre elas as petrolíferas, químicas, alimentícias, agrícolas, nucleares, navais, ferroviária e de construção civil (PALANI & MURUGAN, 006; MURUGAN & PARMAR, 1994). A principal diferença da soldagem de revestimento em relação às aplicações convencionais de soldagem diz respeito à geometria do cordão de solda. Ao contrário das aplicações convencionais, em que é desejável alta penetração (P) para garantir a resistência da junta soldada (Figura 1a), na soldagem de revestimento o perfil geométrico desejado se resume a grandes larguras do cordão (W), altos reforços (R), baixas penetrações (P) e baixos percentuais de diluição (D) (Figura 1b). A obtenção deste perfil geométrico característico é importante para que o processo de revestimento permita recobrir a maior área possível com o menor número de passes, resultando em economias significativas de materiais e tempo. Figura 1 Perfil geométrico desejado do cordão de solda: a) união da junta soldada (aplicações convencionais); b) soldagem de revestimento Outro aspecto de grande importância para o processo de revestimento é o controle da diluição. Este controle, segundo vários pesquisadores, é uma das principais características para assegurar a qualidade final dos revestimentos (BALASUBRAMANIAN et al., 009;

3 Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 011. KANNAN & MURUGAN, 006; SHAHI & PANDEY, 006). Shahi & Pandey (008) argumentam que a composição e as propriedades finais dos componentes revestidos são fortemente influenciadas pelo teor de diluição. Para o caso de revestimentos de aços carbono com aços inoxidáveis, o aumento da diluição provoca uma redução dos elementos de liga e aumenta o conteúdo de carbono na camada revestida, o que reduz as propriedades de resistência à corrosão além de causar outros problemas metalúrgicos. Sendo assim, o estudo e o desenvolvimento de procedimentos capazes de oferecer uma diluição ótima tem se tornado muito importante. Embora o perfil geométrico do cordão seja apresentado como uma das principais características para a obtenção das propriedades finais dos revestimentos, tem se observado nos ambientes industriais uma exigência cada vez maior por processos capazes de combinar requisitos mínimos de qualidade com elevados índices de produtividade. Nesse contexto, torna-se importante que o processo de soldagem empregado seja capaz de depositar cordões isentos de defeitos, apresentando bom aspecto visual e nas maiores taxas de produção possíveis, ao mesmo tempo em que se garanta a formação do perfil geométrico desejado. Em função das considerações anteriores, o presente trabalho apresenta como objetivo a otimização simultânea da qualidade e da produtividade da soldagem de revestimento de chapas de aço carbono ABNT 100 utilizando arames tubulares de aço inoxidável ABNT 316L. Deseja-se a maximização de ambas as características, porém obedecendo-se às restrições pertinentes ao perfil geométrico desejado para esta aplicação. Entre os processos de soldagem existentes, empregou-se a soldagem com arame tubular. A escolha por este processo é justificada pelo fato do mesmo apresentar vantagens condizentes com os objetivos deste trabalho, como a obtenção de altas taxas de deposição, mínimo desperdício do eletrodo, flexibilidade do processo, alta qualidade da solda e excelente controle da poça de fusão (JEFFUS, 004). Como estratégia para a otimização, foi utilizada uma combinação das técnicas da Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), do Método do Critério Global (MCG) e do Algoritmo Genético. A Metodologia de Superfície de Resposta foi empregada para a modelagem das funções objetivo, o Método do Critério Global foi utilizado para a programação matemática dos múltiplos objetivos e a identificação do ponto de ótimo se fez através do Algoritmo Genético.. Método experimental.1. Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) Para a otimização dos processos de manufatura, em muitos casos torna-se necessário que as relações matemáticas entre os parâmetros de entrada e as respostas do processo sejam conhecidas. No entanto, verifica-se que, para a maioria dos casos práticos, tais informações não estão disponíveis. A Metodologia de Superfície de Resposta é então definida por Montgomery (005) como uma coleção de técnicas matemáticas e estatísticas que, a partir de dados experimentais, permite a modelagem e análise de problemas em que a resposta de interesse é influenciada por diversas variáveis e o objetivo é a otimização desta resposta. O modelo de segunda ordem desenvolvido para uma superfície de resposta que relaciona uma dada resposta y com k variáveis de entrada apresenta o seguinte formato: 3

4 Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 011. y k k 0 ixi iixi ij xi x j (1) i 1 i 1 i j com: y Resposta de interesse x i Parâmetros de entrada β 0, β i, β ii, β ij Coeficientes a serem estimados k Número de parâmetros considerados Para a estimação dos coeficientes definidos na Eq. (1), o Método dos Mínimos Quadrados Ordinários (Ordinary Least Squares OLS) é o algoritmo tipicamente usado. Após a construção do modelo, geralmente emprega-se a Análise de Variância (ANOVA) para a análise da sua significância e do seu ajuste. É importante destacar que a aplicação das técnicas da MSR tem apresentados resultados interessante no que diz respeito à modelagem, análise e otimização de diversos processos de manufatura (PAIVA et al., 010; RODRIGUES et al., 008; PALANI & MURUGAN, 007; SHAHI & PANDEY, 006; ÖKTEM et al., 005)... Método do Critério Global (MCG) Um problema de otimização multi-objetivo é aquele que, considerando restrições de desigualdade, pode ser definido de acordo com a Eq. () a seguir: com: f i (x) Funções objetivo g j (x) Restrições Minimizar Sujeito a : f g 1 j x, f x,..., f p x x 0, j 1,,..., m No entanto, sob várias circunstâncias, as múltiplas respostas consideradas em um processo apresentam conflitos de objetivos, com otimizações individuais conduzindo a diferentes conjuntos de soluções. Para este tipo de problema, Rao (1996) apresenta o Método do Critério Global como uma estratégia em que a solução ótima é encontrada através da minimização de um critério global pré-selecionado, F(x), definido como a soma dos quadrados dos desvios relativos das funções objetivos individuais em relação à solução ideal. A formulação deste método é dada por: () Minimizar Sujeito a : p Ti fi ( x) F( x) i 1 Ti g ( x) 0, j 1,,..., m j (3) com: F(x) Critério global T i Alvos definidos para as funções objetivo f i (x) Funções objetivo g j (x) Restrições 4

5 p Número de objetivos XXXI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 011. Assim, com alvos definidos para cada resposta de interesse, os múltiplos objetivos são combinados em uma única função, que se torna a função de otimização global para o processo. A obtenção do ponto ótimo a partir da formulação anterior é dada pela aplicação de algoritmos de otimização. Neste trabalho, empregou-se o Algoritmo Genético para este propósito..3. Algoritmo Genético O Algoritmo Genético é um método de otimização baseado na evolução genética natural das espécies e difere da maioria das técnicas de otimização devido ao seu critério de busca global (BUSACCA et al., 001). Através de um procedimento passo a passo, este algoritmo imita o processo de evolução natural, baseado nos princípios de seleção e sobrevivência do mais apto. Partindo de uma população de soluções ao invés de uma única solução, o Algoritmo Genético é capaz de encontrar ótimos globais para problemas de otimização restritos e irrestritos, assim como para uma ou múltiplas funções objetivo (JIN & WONG, 010; ZAIN & HARON, 010). O procedimento para identificação do ponto de ótimo ocorre em três estágios: (a) reprodução, (b) crossover e (c) mutação. Inicia-se com a criação de uma população inicial aleatória com Np potenciais soluções para o problema e com a avaliação destes indivíduos em termos da função objetivo de minimização. Este função é denominada Fitness. Se o melhor resultado não é obtido pela primeira avaliação, pares dos melhores indivíduos são selecionados como pais. Estes pais são combinados, criando uma nova geração de soluções ( filhos ) que substitui a primeira população. Neste processo, o número da população Np é mantido constante. Este é o primeiro estágio. Em seguida, a operação de crossover troca os genes dos pais parcialmente, gerando uma descendência criada a partir de uma seleção aleatória das informações genéticas. Finalmente, a mutação consiste em uma mudança aleatória de 1 para 0 (ou vice-versa) do valor binário do gene. Toda vez que uma nova solução X é proposta pelo Algoritmo Genético, a função objetivo é avaliada e uma ordem dos indivíduos mais aptos é estabelecida. Esta ordem é utilizada no processo de seleção, que determina que os melhores indivíduos devam ser selecionados como pais, semelhantemente ao princípio natural de sobrevivência do mais apto. Da mesma forma, a ordem dos indivíduos é utilizada no procedimento de substituição para decidir quem, entre pais e filhos, devem sobreviver para a próxima população (ZAIN & HARON, 010; BUSACCA et al., 001). 3. Otimização da qualidade e da produtividade da soldagem de revestimento do aço carbono com aço inoxidável Conforme apresentado anteriormente, a soldagem com arame tubular, utilizada para o processo de revestimento de chapas de aço carbono com aço inoxidável austenítico, foi otimizada com o propósito de maximizar as características relacionadas à qualidade e à produtividade desta aplicação. No entanto, restrições relativas ao perfil geométrico do cordão de revestimento deveriam ser respeitadas. A qualidade do cordão foi então representada pela formação de escória (E) e pelo aspecto superficial (S), este último relacionado à ocorrência de defeitos visuais. A produtividade foi expressa através da taxa de deposição (TD) e do rendimento do processo ( ). Como restrições de geometria, foram consideradas a largura do cordão (W) e o percentual de diluição (D). Quatro parâmetros de soldagem foram definidos como variáveis de decisão, sendo eles a velocidade de alimentação do arame (Va), tensão (T), 5

6 Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 011. velocidade de soldagem (Vs) e distância bico de contato peça (N). Dessa forma, dadas as especificações anteriores, o problema de otimização fica facilmente caracterizado como multivariado (4 parâmetros) e multi-objetivo (6 respostas), conforme ilustrado na Figura. Figura Problema de otimização Para a coleta dos dados, experimentos de soldagem com chapas de aço carbono ABNT 100 e arames tubulares de aço inoxidável ABNT 316L foram planejados e executados. As composições químicas dos respectivos materiais são apresentadas pela Tabela 1. A execução dos experimentos foi feita através da simples deposição de um cordão de aço inoxidável sobre as chapas de aço carbono, cortadas em dimensões de 10 x 60 x 6,35 mm. Os equipamentos utilizados incluíram uma fonte ESAB AristoPower 460, um módulo AristoFeed 30-4W MA6 para a alimentação do arame e um banco de testes com dispositivo para controle da velocidade de soldagem e ajuste da tocha em relação ao metal base. Como gás de proteção, foi utilizado o C 5 a uma vazão de 16 l/min. O ângulo da tocha foi fixado em 15º na posição empurrando e o diâmetro do arame foi de 1, mm. Material C Mn P S Si Ni Cr Mo Aço carbono ABNT 100 0,18/0,3 0,30/0,60 0,04 0, Aço inoxidável ABNT 316L 0,03 1, ,00 1,4 18,5,46 Tabela 1 Composição química dos materiais Uma matriz CCD (central composite design) contendo quatro fatores (k) em dois níveis ( k = 4 = 16), oito pontos axiais (k = 8), sete pontos centrais e 1 replicação foi escolhida como arranjo experimental, o que resultou em 31 experimentos. O valor adotado para α (relacionado aos pontos axiais) foi,0. A Tabela apresenta os níveis fixados para os parâmetros de soldagem. Parâmetros de soldagem Unidade Notação Níveis dos fatores Velocidade de alimentação do arame m/min Va 5,5 7,0 8,5 10,0 11,5 Tensão V T 4,5 7,0 9,5 3,0 34,5 Velocidade de soldagem cm/min Vs Distância bico de contato peça mm N Tabela Parâmetros e seus níveis 6

7 Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 011. Para o registro das respostas, inicialmente as características de qualidade foram avaliadas através de notas atribuídas por inspeção visual, a qual se baseou em critérios previamente estabelecidos. Os critérios adotados para a formação de escória variaram de 5 a 1, sendo 5 a formação de escória com total recobrimento sobre o cordão e 1 a pior formação de escória, com irregularidades e defeitos. O aspecto superficial dos cordões foi avaliado após a remoção da escória. Para esta avaliação, devido a uma maior quantidade de critérios adotados, as notas tiveram uma amplitude de 10 a 1, sendo 10 a nota atribuída a um cordão isento de defeitos e com aspecto superficial liso e 1 a nota atribuída a um cordão totalmente defeituoso. Em seguida, as respostas de produtividade foram calculadas através das seguintes expressões: TD com: TD Taxa de deposição [kg/h] m m m i Massa da chapa antes da soldagem [g] m f Massa da chapa depois da soldagem [g] t s Tempo de soldagem [s] s f i (4) t 3,6 TD 100 (5) TF com: Rendimento do processo [%] TD Taxa de deposição [kg/h] TF Taxa de fusão, calculada por: V a Velocidade de alimentação do arame [m/min] d a Densidade linear do arame: 7,1 g/m Va d 60 TF a [kg/h] (6) 1000 Finalmente, os corpos de prova foram cortados e suas seções transversais foram devidamente preparadas, atacadas com nital 4% e fotografadas (Figura 3). Com a ajuda do software analisador de imagens Analysis Doc, a largura do cordão, a área de penetração e a área total da solda foram mensuradas. O percentual de diluição foi então calculado dividindo-se a área de penetração pela área total. Após o registro de todas as repostas de interesse, estas foram reunidas para compor a matriz experimental, apresentada pela Tabela 3 e utilizada como fonte de dados para a estimação dos modelos matemáticos. 7

8 Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 011. Figura 3 Geometria dos cordões após a preparação dos corpos de prova Teste Parâmetros Qualidade Produtividade Geometria Va T Vs N E S TD W D ,718 89,74% 11,19 6,44% ,881 89,71% 1,99 5,8% ,699 89,14% 1,70 31,49% * 3,871 89,47% 15,05 31,5% ,773 91,58% 9,1 36,% ,94 90,70% 9,96 33,69% ,647 87,43% 9,75 37,1% ,8 88,36% 11,51 41,08% ,740 90,49% 10,3,46% ,870 89,47% 11,43 18,3% ,743 90,60% 11,7 3,71% ,885 89,81% 13,34 1,96% ,847 94,03% 7,99 4,96% ,901 90,17% 8,6 3,31% ,83 93,5% 8,48 8,77% ,969 91,74% 10,84 30,19% ,04 9,6% 9,07 31,56% ,454 89,5% 1,1 30,95% ,34 90,41% 9,4,84% ,311 90,04% 11,69 35,58% ,319 90,7% 14,93 18,58% ,43 93,08% 8,48 35,78% ,4 88,15% 11,73 40,44% ,385 9,05% 9, 4,16% ,41 93,04% 10,8 31,05% ,380 91,91% 10,93 31,67% ,40 9,51% 10,74 30,88% ,38 91,98% 10,61 3,83% 8

9 Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de ,388 9,15% 10,64 9,99% ,398 9,40% 10,59 31,09% ,404 9,58% 10,57 31,0% 4. Resultados e discussão 4.1. Modelagem das funções objetivo Tabela 3 Matriz experimental Escrevendo a função de superfície de resposta apresentada pela Eq. (1) para os quatro parâmetros de soldagem, a seguinte expressão é obtida: y Va T Vs N Va 0 T VaVs VaN TVs TN VsN Vs N VaT 1 (7) A estimação dos coeficientes definidos na Eq. (7) foi realizada através do software estatístico Minitab e os modelos quadráticos completos foram desenvolvidos para cada resposta de interesse. A significância dos modelos foi então verificada através do procedimento ANOVA. Por fim, após a remoção dos coeficientes não significativos, obtiveram-se os modelos finais. A Tabela 4 apresenta os coeficientes para os modelos quadráticos finais e os principais resultados da ANOVA. Os resultados da Tabela 4 mostram que, para um nível de significância de 95%, todos os modelos são adequados, já que apresentaram p-values menores que 0,05. Além disso, os valores de R (adj.) indicam altos ajustes, o que significa que estes modelos podem ser utilizados como expressões confiáveis para o controle e previsão das respostas. Coeficientes Respostas E S TD % W D β 0 3,01 7,644 3,396 0,94 10,640 0,310 β 1 0,333-0,855 0,568-0,006 0,797-0,003 β -0,333-0,7-0,009-0,003 0,656 0,05 β 3-0,50 0,689 0,01 0,006-1,451 0,037 β 4 0,083-0,145 0,031 0,009-0,69-0,043 β 11 0, ,019-0, β 0,144 0,19-0,0-0, ,007 β 33 0,144 0,19-0,008-0,00 0,70-0,01 β ,03-0, β 1-0,50-0,533 0,008 0,003 0,66 0,008 β 13-0, ,006-0,003-0,114 0,005 β ,01-0, ,004 β 3 0, ,010-0,003-0,10 - β ,59 0,00 0, β 34-0,15-0,019 0,006 0,067-0,008 p-value 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 9

10 4.. Otimização XXXI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 011. R (adj.) 87,97% 70,34% 99,81% 84,77% 98,33% 94,30% Tabela 4 Coeficientes estimados para os modelos finais A partir das relações matemáticas desenvolvidas para as respostas do processo, a formulação baseada no Método do Critério Global pode ser construída. No entanto, a construção da função global requer que os alvos das respostas sejam definidos. Considerando que os objetivos da otimização consistem na maximização das características de qualidade e produtividade, tais especificações foram fixadas a partir da otimização individual das funções objetivo, conforme apresentado pela Tabela 5. Resposta Otimização individual Alvo E Maximização 5,0 S Maximização 10,0 TD Maximização 4,46 Maximização 94,9% Tabela 5 Alvos fixados para as respostas Quanto à geometria do cordão, foram obedecidas restrições referentes a uma largura mínima e a um intervalo considerado adequado para o percentual de diluição. Com isso, o problema de otimização pôde ser montado, apresentando o formato descrito pelas Eqs. (8) (13). Vale destacar que qualidade e produtividade foram tratadas neste problema com o mesmo grau de importância. 5,0 E 10,0 S 4,46 TD 0,95 Min G (8) 5,0 10,0 4,46 0,95 St: W 10, 0 com: G Critério global D 0,10 (10) D 0,0 (11) Va, T, Vs, N,0 (1) Va, T, Vs, N,0 (13) E, S, TD,, W, D Funções objetivo desenvolvidas Va, T, Vs, N Parâmetros de soldagem A identificação do ponto de ótimo ocorreu pela aplicação do Algoritmo Genético na formulação anterior. Uma planilha no Microsoft Excel foi construída para a programação matemática do problema e o suplemento Solver Evolutionary foi configurado de acordo com os parâmetros da Tabela 6. Dessa forma, a solução ótima global para a soldagem de revestimento do aço carbono ABNT 100 com aço inoxidável ABNT 316L foi determinada. (9) 10

11 Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 011. Estes resultados, obtidos para uma velocidade de alimentação de 10,6 m/min, tensão de 5,8 V, velocidade de soldagem de 38,7 cm/min e distância bico de contato peça de 3,3 mm, estão apresentados na Tabela 7. Parâmetros Valores Iterações Convergência 0,0001 Tamanho da população 00 Taxa de mutação 0,10 Tabela 6 Parâmetros usados no Algoritmo Genético Respostas E S TD W D Solução ótima 5,0 9,0 4,08 88,5% 10,0 0,0 Alvo 5,0 10,0 4,46 94,9% 10,0 [10%, 0%] Unidade nota nota kg/h - mm - Tabela 7 Resultados ótimos para a soldagem de revestimento do aço carbono ABNT 100 com arame tubular de aço inoxidável ABNT 316L Os resultados da Tabela 7 mostram que a condição otimizada apresentou altos níveis para a qualidade do cordão de revestimento, já que a formação de escória obteve nota máxima e o aspecto superficial ficou próximo ao valor ideal. Quanto à produtividade, a taxa de deposição apresentou um valor acima de 4 kg/h, o que representa um alto índice de produção. No entanto, o rendimento do processo ficou abaixo de 90%. Isto se deve à natureza de otimização global de múltiplos objetivos, em que uma determinada característica pode ser menos favorecida em função da otimização global de todas as respostas. Com relação à largura do cordão e ao percentual de diluição, observa-se que estas respostas ficaram caracterizadas como recursos escassos do problema, já que apresentaram valores coincidentes com os limites estabelecidos. Isto significa que, na possibilidade do processo ser otimizado com menores larguras e maiores diluições, a qualidade e a produtividade tendem a se aproximar ainda mais da solução ideal. 5. Conclusões A partir dos resultados anteriores, estabelecem-se as seguintes conclusões: 1. Todos os modelos desenvolvidos para as respostas de interesse foram adequados e apresentaram altos ajustes. Com exceção do aspecto superficial, que apresentou um ajuste de 70,34%, todos os modelos tiveram valores acima de 84%. Portanto, estas expressões podem ser utilizadas para representar as características do processo com boa confiabilidade.. A estratégia combinada utilizando o Método do Critério Global e o Algoritmo Genético foi aplicada com êxito e um processo de soldagem de revestimento multivariado e multi- 11

12 Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 011. objetivo foi otimizado com um alto nível de qualidade e alta taxa de deposição, porém com um rendimento abaixo de 90%. 3. As especificações das restrições de geometria do cordão (largura e diluição) apresentam influência direta sobre a localização do ponto de ótimo, já que foram caracterizadas como recursos escassos. 4. O processo de soldagem de revestimento do aço carbono ABNT 100 utilizando arame tubular de aço inoxidável ABNT 316L é otimizado com a seguinte combinação dos parâmetros de soldagem: Va = 10,6 m/min; T = 5,8 V; Vs = 38,7 cm/min e N = 3,3 mm. 6. Agradecimentos Os autores agradecem o apoio da Capes, CNPq e FAPEMIG para a realização deste trabalho. Referências BALASUBRAMANIAN, V.; LAKSHMINARAYANAN, A.K.; VARAHAMOORTHY, R. & BABU, S. Application of response surface methodology to prediction of dilution in plasma transferred arc hardfacing of stainless steel on carbon steel. International Journal of Iron and Steel Research, Vol. 16, n. 1, p , 009. BUSACCA, G.P.; MARSEGUERRA, M. & ZIO, E. Multiobjective optimization by Genetic Algorithms: Application to safety systems. Reliability Engineering & System Safety, Vol. 7, n. 1, p , 001. JEFFUS, L. Welding: principles and applications. 5 ed. Australia: Delmar Learning, 004. JIN, H. & WONG, M.L. Adaptive, convergent, and diversified archiving strategy for multiobjective evolutionary algorithms. Expert Systems With Applications, Vol. 37, n. 1, p , 010. KANNAN, T. & MURUGAN, N. Effect of flux cored arc welding process parameters on duplex stainless steel clad quality. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 176, n. 1-3, p , 006. MARQUES, P.V.; MODENESI, P.J. & BRACARENSE, A.Q. Soldagem: fundamentos e tecnologia. Belo Horizonte: UFMG, 005. MONTGOMERY, D.C. Design and Analysis of Experiments. 6 ed. New York: John Wiley, 005. MURUGAN, N & PARMAR, R.S. Effects of MIG process parameters on the geometry of the bead in the automatic surfacing of stainless steel. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 41, n. 4, p , MURUGAN, N. & PARMAR, R.S. Stainless steel cladding deposited by automatic gas metal arc welding. Welding Journal, Vol. 76, p. 391s-403s, ÖKTEM, H.; ERZURUMLU, T. & JURTARAN, H. Application of Response Surface Methodology in the optimization of cutting conditions for surface roughness. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 170, n. 1-, p , 005. PAIVA, E.J.; RODRIGUES, L.O.; COSTA, S.C.; PAIVA, A.P. & BALESTRASSI, P.P. Otimização do processo de soldagem FCAW usando o Erro Quadrático Médio Multivariado. Soldagem & Inspeção, Vol. 15, n. 1, p , 010. PALANI, P.K. & MURUGAN, N. Development of mathematical models for prediction of weld bead geometry in cladding by flux cored arc welding. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 30, n. 7-8, p , 006. PALANI, P.K. & MURUGAN, N. Optimization of weld bead geometry for stainless steel claddings deposited by FCAW. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 190, n. 1-3, p , 007. PHILLIPS, A.L. Welding Handbook: Special welding processes and cutting. London: American Welding Society,

13 Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 011. RAO, S.S. Engineering optimization: theory and practice. 3ed. USA: John Wiley & Sons, RODRIGUES, L.O.; PAIVA, A.P. & COSTA, S.C. Otimização do processo de soldagem com eletrodo tubular através da análise da geometria do cordão de solda. Soldagem & Inspeção, Vol. 13, n., p , 008. SHAHI, A.S. & PANDEY, S. Modelling of the effects of welding conditions on dilution of stainless steel claddings produced by gas metal arc welding procedures. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 196, n. 1-3, p , 008. SHAHI, A.S. & PANDEY, S. Prediction of dilution in GMA and UGMA stainless steel single layer cladding using response surface methodology. Science and Technology of Welding and Joining, Vol. 11, n. 6, p , 006. ZAIN, A.M.; HARON, H. & SHARIF, S. Application of GA to optimize cutting conditions for minimizing surface roughness in end milling machining process. Expert Systems With Applications, Vol. 37, n. 6, p ,