Análise das superfícies de resposta da diluição e morfologia do cordão em processo de soldagem MIG-PV

Abstract

A complexidade dos processos de soldagem atuais, bem como sua sensibilidade e precisão fazem com que seja necessário o emprego de métodos estatísticos e otimização, acompanhados da busca pelo erro experimental e do ajuste do modelo obtido, visando a diminuição de tempo e custo. Embora haja inúmeros tratamentos que surgiram com o passar do tempo, a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) se concretizou como uma das formas mais ajustadas de se gerir pesquisas relacionadas a esse escopo, ao combinar planejamento e análise de experimentos, modelagem e otimização. Além disso, a busca de processos que se ajustem às necessidades impostas no cenário vigente para com revestimento, faz com que se pesquisem novos processos de soldagem, que aliem baixa diluição, com valores de largura e altura de reforço maximizados, com apenas uma camada. Essa dificuldade, faz com que os processos de soldagem sejam conduzidos em conjunto com essas ferramentas, tornando o processo mais eficiente. Nesse sentido, com o objetivo de juntar as duas frentes expostas, o presente trabalho, por meio do emprego de Box-Behnken (BBD), buscou analisar a MSR da diluição, largura e altura de reforço, com o emprego de soldagem MIG-PV, com metal de adição AWS A5.9 ER385 (análogo ao AISI 904L) em posição (1G) sobre superfície livre (bead-on-plate) em substrato aço-carbono ASTM A36, com espessura de 6,35 mm, além de otimizar o processo via desejabilidade com altura de reforço. O resultado mostrou que os valores de entrada foram ajustados, visto os valores de R2 de 88%, bem como a morfologia das superfícies. Além disso, mostrou desejabilidade máxima na otimização, com erro experimental de 8,8 %, com valores de altura médios de 5,2 mm, tendo grande aplicação na indústria atual, com apenas uma camada.

The complexity of the current welding processes, as well as their sensitivity and precision, make it necessary to employ statistical methods and optimization, accompanied by the search for experimental error and the adjustment of the obtained model, aimingat reducing time and cost. Although there are numerous treatments that have emerged over time, the Response Surface Methodology (RRM) has come to fruition as one of the most appropriate ways of managing research related to this scope, by combining experimental planning and analysis, modeling and optimization. In addition, the search for processes that fit the needs imposed in the current scenario for coating, makes it possible to research new welding processes, which combine low dilution, with maximized width and height of reinforcement, with only one layer. This difficulty causes the welding processes to be conducted in conjunction with these tools, making the process more efficient. In this sense, in order to join the two exposed fronts, the present work,through the use of Box-Behnken (BBD), sought to analyze the MSR of dilution, width and height of reinforcement, with the use of welding MIG-PV, with addition metal AWS A5.9 ER385 (analogous to AISI 904L) in position (1G) on free surface (bead-on-plate) insteel-carbon substrate ASTM A36, with thickness of 6.35 mm, besides optimizing the process via desirable with reinforcement height. The result showed that the input values were adjusted, given the R2 values of 88%, as well as the morphology of the surfaces. In addition, it showed maximum desirability in optimization, with experimental error of 8.8%, with average height values of 5.2 mm, having great application in the current industry, with only one layer.

La complejidad de los procesos de soldadura actuales, así como su sensibilidad y precisión, hacen necesario emplear métodos estadísticos y de optimización, acompañados de la búsqueda de error experimental y el ajuste del modelo obtenido, con el objetivo de reducir tiempo y costo. Aunque son numerosos los tratamientos que han surgido a lo largo del tiempo, la Metodología de Superficie de Respuesta (MRR) ha llegado a buen término como una de las formas más adecuadas de gestionar la investigación relacionada con este ámbito, mediante la combinación de la planificación y el análisis experimental, la modelización y la optimización. Además, la búsqueda de procesos que se ajusten a las necesidades impuestas en el escenario actual para el recubrimiento, permite investigar nuevos procesos de soldadura, que combinan baja dilución, con el máximo ancho y altura de refuerzo, con una sola capa. Esta dificultad hace que los procesos de soldadura se lleven a cabo en conjunto con estas herramientas, haciendo que el proceso sea más eficiente. En este sentido, con el fin de unir los dos frentes expuestos, el presente trabajo, mediante el uso de Box-Behnken (BBD), buscó analizar la MSR de dilución, ancho y altura de refuerzo, con el uso de soldadura MIG-PV, con adición de metal AWS A5.9 ER385 (análogo a AISI 904L) en posición (1G) sobre superficie libre (talón sobre placa) en sustrato acero-carbono ASTM A36, con espesor de 6.35 mm, además de optimizar el proceso vía deseable con altura de refuerzo. Los resultados mostraron que los valores de entrada se ajustaron, dados los valores de R2 de 88%, así como la morfología de las superficies. Además, mostró máxima deseabilidad en optimización, con error experimental de 8,8%, con valores de altura promedio de 5,2 mm, teniendo gran aplicación en la industria actual, con una sola capa.