Desenvolvimento do processo de soldagem Plasma-Keyhole - MAG em tandem

Abstract

Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento do processo de soldagem Plasma-keyhole - MAG em tandem, utilizado de forma automatizada, e aplicado para realizar a união de chapas de aço API 5L-X70 de 10 mm de espessura, com chanfro em "V", em único passe de solda. Este processo de soldagem tandem consiste nas tochas dos processos de soldagem Plasma e MAG acopladas em um mesmo cabeçote de soldagem e distanciadas entre elas. A escolha destes processos de soldagem foi devido a capacidade do processo Plasma, em modo keyhole, de executar a raiz do cordão, e do processo MAG de realizar o preenchimento do chanfro residual. Para que isto seja obtido, é necessário que os parâmetros de soldagem e as características geométricas do chanfro sejam adequados. A demanda por maior produtividade na área de soldagem justifica o estudo e desenvolvimento de processos tandem. Aliado a isto, a disponibilidade de equipamentos de soldagem avançados tecnologicamente, como é o caso de fontes eletrônicas que permitem o excepcional controle de parâmetros de soldagem, e dos cabeçotes de soldagem automáticos que possibilitam diversas posições de soldagem, fazem com que muitas possibilidades de estudos sejam possíveis. Os resultados alcançados com os processos utilizados isoladamente comprovaram a qualidade, estabilidade e repetibilidade do processo Plasma-keyhole, com a obtenção de penetração total na raiz e ausência de defeitos que comprometam sua utilização, assim como comprovaram a grande capacidade do processo MAG no preenchimento de chanfros com diversas configurações. Os processos Plasma-keyhole e MAG em tandem obtiveram bons resultados quanto à soldagem, em único passe, de chapa com 10 mm de espessura, tendo o cordão apresentado defeitos de solda apenas no processo MAG, sendo oriundos provavelmente de parâmetros de soldagem inadequados. Os testes de microdureza e a análise da microestrutura mostraram a formação de constituintes de excelente tenacidade e resistência mecânica, compatíveis com o metal base e com as exigências normativas.

Abstract: This paper presents the development of the tandem welding process Plasma-keyhole -MAG, used in an automated manner, and applied to achieve the union of plate steel API 5L-X70 with 10 mm thickness and single pass welding. This tandem welding process consists the torches of the welding process Plasma and MAG coupled in the same welding head and spaced between them. The choice of welding processes is due to the ability of the plasma process, in keyhole mode for carrying out the root of the bead, and performing the MAG process of filling the groove. For this to be achieved it is necessary that the welding parameters and geometric characteristics of the joint are appropriate. The demand for higher productivity in the welding area justifies the study and development of tandem processes. Added to this, the availability of welding equipment technologically advanced, such as electronic sources enabling the exceptional control of the welding parameters, and automatic welding sources that allow several positions of welding, cause many possibilities studies are possible. The results achieved with the processes used alone have proven the excellent quality, stability and repeatability of Plasma-keyhole process, to obtain complete penetration at the root and absence of defects that compromise their use as well as demonstrated the great capacity of the MAG process to fill joint with several configurations. The tandem welding processes Plasma keyhole - MAG have obtained good results in terms of single pass welding chamfer 10 mm, and the weld bead defects displayed only in the MAG process, and probably from inadequate welding parameters. The hardness testing and analysis showed the formation of the microstructure constituents with excellent ductility and mechanical strength, be compatible with the base metal and regulatory requirements.