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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A7LHN5| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Monitoramento contínuo de distorções utilizando sensores a lasers durante o processo de soldagem GMAW robotizdo de modelos reduzidos em escala de anéis segmentados |
| Authors: | Jonathas Henrique Pereira |
| First Advisor: | Alexandre Queiroz Bracarense |
| First Referee: | Ivanilza Felizardo |
| Second Referee: | Cláudio Turani Vaz |
| Third Referee: | Paulo Jose Modenesi |
| Abstract: | Distorções em componentes soldados são alterações permanentes de forma e dimensões resultantes das deformações plásticas que ocorrem devido as tensões térmicas desenvolvidas durante o processo de soldagem. A fim de atender as tolerâncias dimensionais e geométricas das especificações de projetos é necessário o uso adequado sequências de soldagem, projetar peças com maiores dimensões, utilizar dispositivos de travamento, executar prolongadasoperações de desempeno a quente e outros processos de fabricação como a usinagem, que aumentam significativamente os custos do processo de fabricação. Em função dos elevados custos com a mão de obra e a matéria prima para corrigir as distorções de soldagem, existegrande interesse das indústrias de bem de capital em uma melhor previsão e controle dessas distorções de soldagem. Baseado nessas premissas, o presente trabalho propõe uma metodologia para o acompanhamento dimensional com monitoramento contínuo das distorções ocorridas no processo de soldagem GMAW robotizado de três modelos em escala reduzida de anéis segmentados. Para o controle dimensional de geometria e planicidade são utilizados osistema de coordenada cartesiana tridimensional do robô, um relógio comparador e um inclinômetro digital, antes e após o processo de soldagem. Para o monitoramento contínuo das distorções são utilizados sensores a laser montados em suportes apoiados sobre a superfície dapeça e um anteparo translúcido onde os pontos de laser são projetados. Com a progressão da distorção durante a soldagem os feixes de laser se movimentam pelo anteparo proporcionalmente às deformações ocorridas na peça. Os movimentos dos pontos de lasers pelo anteparo são filmados e a discretização dessa filmagem permite a elaboração de gráficos que representam o comportamento do plano da peça durante a soldagem. Com estes resultados é possível conhecer os valores da distorção angular durante os vários instantes do processo. Cálculos estatísticos confirmam que o valor final da distorção angular verificado pelo sistema de monitoramento utilizando sensores a laser é igual ao valor médio da distorção angular verificado com os instrumentos de medição sendo este um excelente resultado em prol do controle de distorções em soldagem. Essa informação poderá ser utilizada, por exemplo, para realimentar a trajetória do robô permitindo que o mesmo faça correções durante a soldagem, minimizando assim, as distorções. Ou ainda, auxiliar de forma mais eficiente os softwares de simulação de soldagem na calibração experimental de modelos numérico-computacionais. |
| Abstract: | Distortions in welded components are permanent shape and dimensions changes resulting from plastic deformation that occur due to thermal stresses developed during welding process. To meet the dimensional and geometrical tolerances of project specifications is necessary to use adequate welding sequences, locking devices, and be prepared to use hot straightening operations and other manufacturing processes such as machining, that greatly increase the cost of the manufacturing process. Because of these high costs with labor and raw material to fix the welding distortion, there is great interest of the industries in better predict and control of welding distortion. Based on these premises, this work proposed a methodology for a continuous dimensional monitoring of distortions occurred during GMAW procedure of three small-scale segmented rings models. For the geometry dimensional control and flatness the three-dimensional cartesian coordinate robot system, a dial and a digital inclinometer, beforeand after the welding process were used. For continuous monitoring of distortion, laser sensors, mounted on brackets supported on the work-piece surface and a translucent screen, where the laser spots were projected, were used. With the distortion progression during welding the laser spots move around the screen in proportion to deformation occurred in the work-piece. The lasers spot movements were then recorded and the discretization of the move allowed to developgraphics that represent the work-piece behavior during the welding. With these results it was possible to know the angular distortion values during different moments of the welding procedure. Statistical calculations confirm that the final value of angular distortion measured by the monitoring system using laser sensors is equal to the average value of angular distortion checked with measuring instruments. This was an excellent result in favor of welding distortion control. This information may be used, for example, to feed back the robot trajectory so that it makes corrections during welding, thus minimizing the distortion. It also can help the welding simulation software in the numerical-experimental calibration of computational models |
| Subject: | Análise dimensional Processos de fabricação Engenharia mecânica Soldagem |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A7LHN5 |
| Issue Date: | 23-Oct-2015 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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