Influência do ângulo de inclinação do eletrodo na geometria depositada por MADA

Abstract

Os componentes de alumínio fabricados via Manufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA) frequentemente apresentam falta de fusão entre as camadase geometria irregular das deposições. Essas descontinuidades se acumulam camada após camada, podendo inviabilizar a MADA. Desta forma, este estudo analisou a influência do ângulo de inclinação do eletrodo, puxando e empurrando, na geometria e nas dimensões da camada depositada por meio de MADA. Através do processo de soldagem MIG (Metal inert Gas) Polaridade Variávelforam depositadas seis camadas, da liga de alumínio AA5356, aplicando a técnica empurrando e seis camadas com a técnica puxando. Foi utilizado como substrato o alumínio naval AA5052-F. As duas estruturas produzidas foram seccionadas transversalmente e cada camada depositada foi avaliada em relação à geometria através de microscopia óptica e medida em software de CAD (Computer Aided Design). As análises comprovaram que na MADA de alumínio a técnica empurrando produz estruturas multicamadas com dimensões efetivas inferiores às produzidas puxando. Portanto, o ângulo de inclinação do eletrodo é uma variável secundária importante para a determinação da geometria e das dimensões do componente a ser fabricado por MADA de maneira eficiente.

Aluminum components manufactured using Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) often present a lack of fusion between layers and irregular deposition geometry. These discontinuities accumulate layer after layer, potentially making WAAM unfeasible. Thus, this study analyzed the influence of the electrode inclination angle, pulling and pushing, on thegeometry and dimensions of the layer deposited using WAAM. Through the MIG (Metal inert Gas) Variable Polarity welding process, six layers of AA5356 aluminum alloy were deposited, applying the pushing technique and six layers using the pulling technique. Naval aluminum AA5052-F was used as substrate. The two structures produced were transversely sectioned and each deposited layer was evaluated in relation to geometry using optical microscopy and measured using CAD (Computer Aided Design) software. The analyzes proved that in aluminum WAAM the pushing technique produces multilayer structures with lower effective dimensions than those produced by pulling. Therefore, the electrode inclination angle is an important secondary variable to efficiently determine the geometry and dimensions of the component to be manufactured using WAAM.

Los componentes de aluminio fabricados mediante la fabricación aditiva de arco de alambre (del inglés,Wire Arc Additive Manufacturing, o WAAM)suelen presentar falta de fusión entre capas y geometría de deposición irregular. Estas discontinuidades se acumulan entre capas, esto hace que potencialmente el/la WAAM sea inviable. Así, este estudio analizó la influencia del ángulo de inclinación del electrodo, estirando y empujando, sobre la geometría y las dimensiones de la capa depositada vía WAAM. Mediante el proceso de soldadura MIG (Metal Inert Gas) Polaridad Variable se depositaron seis capas de aleación de aluminio AA5356, mediante la dirección de avance apuntando hacia adelante técnica empujando y seis capas apuntando hacia atrás técnica estirando. Como sustrato se utilizó aluminio naval AA5052-F. Las dos estructuras producidas fueron cortadas transversalmente y cada capa depositada se evaluó con relación a su geometría mediante microscopía óptica y se dimensionó mediante software CAD (Computer Aided Design). Los análisis demostraron que en WAAM de aluminio la técnica empujando produce estructuras multicapas con dimensiones efectivas menores que las producidas por la técnica estirando. Por lo tanto, el ángulo de inclinación del electrodo es una variable importante para determinar eficientemente la geometría y las dimensiones del componente a fabricar mediante WAAM.