Substituição da soldagem MAG por soldagem por fricção em tubos hidráulicos

Abstract

O desenvolvimento contínuo nos processos de soldagem que ocorre basicamente em função da necessidade crescente da demanda da indústria e das necessidades de redução de custo provenientes dos processos manuais convencionais, gera a demanda para estudos para aplicação do processo de soldagem por fricção. O processo de soldagem por fricção, ainda pouco desenvolvido no Brasil, tem uma amplitude de aplicação cada vez maior quando são considerados os benefícios trazidos pelas reduções de custo potenciais, a confiabilidade no processo e o impacto ambiental. Com esta abordagem foi desenvolvido este trabalho que tem como objetivo apresentar a vantagem técnica e econômica na substituição da soldagem MAG pela soldagem por fricção em tubos utilizados em cilindros hidráulicos. A comprovação técnica será demonstrada através de ensaios metalúrgicos e mecânicos assim como pela análise de comparativa de custos. Para este fim, foram montados vários cilindros hidráulicos de uma mesma aplicação em duas versões de processo de soldagem, MAG e fricção. Como o cilindro hidráulico analisado tem duas regiões de soldagem, fundo e flange, cada versão foi analisada para estas duas regiões Figura 1-1. Na primeira versão manteve-se a soldagem MAG do tubo com o fundo, e do tubo com o flange, e na segunda versão a soldagem MAG foi substituída pela soldagem por fricção. Os testes comparativos para as duas versões levaram em consideração o processo de soldagem e regiões afetadas pelo calor, sendo que para a avaliação destas regiões foram submetidas amostras aos ensaios de metalografia, dureza, dobramento, tração e teste hidrostático A análise comparativa de custo foi realizada pelo método de custeio ABC que considera todas as etapas de processo. Os resultados comparativos finais que resultaram em uma redução de custo de 12% para a solda por fricção, têm por finalidade prover informações para estudos de novas técnicas ou novas aplicações.

The continuous development of welding process due to the industry growing demand, plus the cost reduction needed coming from conventional manual processes, generates demands for friction welding´s studies application. The friction welding process still underdeveloped in Brazil has an increasing application when considering the cost reduction potential, process reliability and environmental impact. With this approach the objective of this job is to present the economic and technical advantage to replace the MAG welding process by the friction welding process in pipes used for hydraulic cylinders. The advantages will be showed through metallurgical, mechanical and product tests application. To this end, an amount of hydraulic cylinders for the same application were assembled in two welding process versions. The welding for those versions were made between the end cap and the tube. In the first version the MAG welding´s process were applied and in the second version the MAG welding process was replaced by the friction welding process. The comparative tests were conducted for both versions divided into two groups. The first group relates to the welding evaluation, where the samples were subjected to metallographic, hardness, bending and strength tests. The second group refers to the evaluation of the product, i.e., the hydraulic cylinder where they were subjected to endurance and bursting tests. The final comparative data which resulted in a cost reduction of 12% for friction welding, have the purpose of providing information for new techniques and new applications studies.