Physical Simulation by Rectification of Pipe Welding with GMAW Process

The increasing demand for expansion of pipelines for the flow of many different types of fluids, requires joining processes with higher productivity. However, research in the welding of pipes to bypass the on purchasing, handling, joint preparation, quantity and size of the tubes. If was possible to weld plates instead of pipes, simulating the positions and other conditions of welding of pipes, the search process would become quite optimized. This is the proposal of Pipeline Welding Simulator by Rectification. Coupled with the ease of welding plates instead of pipes, it is proposed to also use processes with high productivity (compared to the SMAW, which is still used) in an automated way. Thus, the objective of this work is the study of the pipeline welding using GMAW and conventional sources in order to control short-circuit (derivative proceedings). This work presents the root pass welding with the use of short-circuit metal transfer (conventional and derivative). It will be evaluated beyond the necessity of weaving, three different weaving techniques to measure which is most suitable. It was also necessary to make improvements on the stand in general experimental conditions to suit the needs of existing simulation of welding of pipes. Among these improvements, a study was conducted and construction of a system for controlling speed of a DC motor. There was also a structural reinforcement in the handler that promotes the trajectory of the torch (TARTÍLOPE). There were then welds the simulator varying the welding parameters and shielding gas (Ar+25% CO2 and pure CO2) for the root pass using initially the metal transfer GMAW process with short-circuit conventional , and then processes GMAW metal transfer to short-circuit controlled using commercial source RMD (Regulated Metal Deposition) manufacturer Miller, commercial source STT (Surface Tension Transfer) and manufacturer\'s Lincoln commercial source CMT (Cold Metal Transfer) of manufacturer Fronius. The analysis of the weld beads obtained through visual inspection and metallographic analysis (Macrography) based on the criteria of acceptability of API standard 1104, attested to the ability of processes to perform quality welds in the simulation of the union of the pipes. Based on the results of the analyzes, it was possible to set operating ranges for each of the cases studied.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorMestre em Engenharia MecânicaA crescente demanda pela expansão das malhas dutoviárias para o escoamento dos mais diferentes tipos de fluidos, exige processos de união de dutos com maiores produtividades. Entretanto, a pesquisa na soldagem de tubulações se esbarra nas dificuldades decorrentes da compra, manipulação, preparação da junta, quantidade e tamanho dos tubos. Sendo possível soldar chapas ao invés de tubos, simulando-se as posições e demais condições de soldagem de tubos, o processo de pesquisa se tornaria bastante otimizado. Esta é a proposta do Simulador de Soldagem de Dutos por Retificação. Aliada a facilidade de soldar chapas ao invés de tubos, propõe-se ainda utilizar-se de processos com alta produtividade (frente ao eletrodo revestido, que ainda é bastante utilizado) de forma automatizada. Com isso, o objetivo deste trabalho é o estudo da soldagem de dutos pelo processo GMAW utilizando fontes em modo convencional e com controle de curto-circuito (processo derivativo). Neste trabalho será apresentada a soldagem do passe de raiz com uso de transferência metálica por curto-circuito (convencional e derivativo). Serão avaliadas além da necessidade ou não de tecimento, três diferentes técnicas de tecimento para avaliar qual a mais adequada. Foi necessário também, realizar melhorias na bancada experimental de forma geral para adequar as condições existentes às necessidades da simulação da soldagem de tubos. Dentre estas melhorias, foi realizado um estudo e construção de um sistema para o controle de velocidade de um motor de corrente contínua. Realizou-se também um reforço estrutural no manipulador que promove a trajetória da tocha (TARTÍLOPE). Realizaram-se em seguida, soldas no simulador variando-se os parâmetros de soldagem e gás de proteção (Ar+25%CO2 e CO2 puro) para o passe de raiz utilizando-se inicialmente o processo GMAW com transferência metálica por curto-circuito convencional, e em seguida processos GMAW com transferência metálica por curto-circuito controlado utilizando-se fonte comercial RMD (Regulated Metal Deposition) do fabricante Miller, fonte comercial STT (Surface Tension Transfer) do fabricante Lincoln e fonte comercial CMT (Cold Metal Transfer) do fabricante Fronius. A análise dos cordões de solda obtidos através de inspeção visual e análise metalográfica (macrografia) com base nos critérios de aceitabilidade da norma API 1104, atestou a capacidade dos processos em realizar soldas de qualidade no processo de simulação da união de dutos. Com base nos resultados das análises, foi possível definir faixas operacionais (envelopes de trabalho) para cada um dos processos estudados