Desenvolvimento de sistemas para automação da soldagem e corte térmico

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaEste trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema automático de soldagem MIG, designado como seguidor de junta, que utiliza as próprias variáveis elétricas do arco voltaico como sensor de posição (sensor de arco). Tais sistemas são capazes de perceber e corrigir eventuais erros de alinhamento do conjunto tocha-peça durante a soldagem de juntas chanfradas e de filete. O sistema baseia-se na variação do comprimento do eletrodo e do arco voltaico, que ocorre quando a distância entre a tocha e a peça é modificada através da aplicação de um movimento oscilatório (tecimento) à tocha de soldagem. Isso faz com que, no caso de se utilizar fontes de tensão constante, a corrente de soldagem também se modifique. Dessa forma, os valores da corrente são adquiridos nas extremidades da junta e comparados por um programa de controle. Se esses valores de corrente forem iguais, a tocha está centralizada, se forem diferentes, o sistema promove a correção da trajetória da tocha. Para que o desenvolvimento do sistema fosse possível, foi montada uma bancada experimental em que foram utilizados equipamentos projetados e construídos no próprio "LABSOLDA", destacando-se, entre esses, o sistema automático de movimentação da tocha em dois eixos, designado por "TARTÍLOPE-V2", cujo re-projeto mecânico também fez parte do escopo desse trabalho. O desenvolvimento do sistema seguiu as seguintes etapas: ensaios de definição do algoritmo de controle, investigação prévia da influência de diversas variáveis de soldagem (velocidade de soldagem, freqüência de tecimento, amplitude de tecimento, ângulo de desvio da junta) no funcionamento do sistema, comparação dos resultados obtidos com ensaios realizados num sistema de seguimento de junta comercial (robô industrial) e realização de ensaios em que se procurou empregar situações próximas às encontradas em operações reais de soldagem. O sistema de seguimento de junta desenvolvido apresentou excelentes resultados, demonstrando robustez, simplicidade, repetitividade e qualidade das soldas. Dessa forma, obteve-se um sistema automático de soldagem eficiente e de relativo baixo custo, sendo este flexível e acessível às micros e pequenas empresas nacionais