Estudo de caso sobre o tempo de troca e desperdício de arames no processo de soldagem por arco submerso (SAW) com quatro arames
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Monografia de especialização
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Primeiro orientador
Membros da banca
Reginaldo Matias Nunes
Resumo
O presente estudo de caso, desenvolvido no contexto da Engenharia de Soldagem, tem como objetivo analisar o impacto do tempo de parada e do desperdício de consumível no processo de Soldagem a Arco Submerso (SAW), em um sistema de alta produtividade composto por quatro arames, para soldagem entre uma chapa e um tubo de aço de baixa liga. O estudo busca quantificar as perdas financeiras e operacionais decorrentes das trocas de bobinas de arame, considerando dois cenários distintos: o primeiro, quando uma das bobinas se esgota completamente, e o segundo, quando há pouco arame em duas ou três bobinas e a substituição é realizada de forma preventiva, ocasionando desperdício. O experimento foi conduzido em uma célula de soldagem mecanizada equipada com 3 bobinas de arame EM12K de diâmetro 2,5 mm e 1 bobina de 4,0 mm, cada uma com 100 kg, de acordo com procedimento qualificado pela norma AWS D1.1. Durante a análise, foram observados tempos médios de troca de 25 minutos para operadores experientes e 50 minutos para operadores em fase de treinamento. A mensuração das perdas permitiu identificar um desperdício anual aproximado de 1,8 toneladas de arame, o que representa um custo estimado de R$ 55.000,00 por ano, além de um tempo improdutivo acumulado de cerca de 130 horas anuais. Esses resultados demonstram a relevância da padronização do processo, do treinamento contínuo dos operadores e da aplicação dos princípios de redução de setup, como o método Troca Rápida de Ferramenta (SMED-Single Minute Exchange of Die), para otimizar o tempo de troca e minimizar perdas. Conclui-se que a otimização das trocas de arame no processo SAW Tandem ICE Twin constitui uma ação estratégica de alto impacto econômico e produtivo, contribuindo de forma significativa para a eficiência global, a competitividade industrial e a sustentabilidade operacional das linhas de soldagem.
Abstract
This case study, developed within the context of Welding Engineering, aims to analyze the impact of downtime and consumable waste in the Submerged Arc Welding (SAW) process, specifically within a high-productivity system composed of four wires, used for welding a low-alloy steel plate to a pipe. The study seeks to quantify the financial and operational losses resulting from wire spool changes, considering two distinct scenarios: the first, when one of the spools is completely exhausted; and the second, when there is little wire remaining on two or three spools and the replacement is carried out preventively, resulting in waste. The experiment was conducted in a mechanized welding cell equipped with three 2.5 mm diameter EM12K wire spools and one 4.0 mm spool, each weighing 100 kg, according to a procedure qualified under the AWS D1.1 standard. During the analysis, average changeover times of 25 minutes for experienced operators and 50 minutes for operators in the training phase were observed. The measurement of losses identified an approximate annual waste of 1.8 tons of wire, representing an estimated cost of R$ 55,000.00 per year, in addition to an accumulated non-productive time of about 130 annual hours. These results demonstrate the relevance of process standardization, continuous operator training, and the application of setup reduction principles, such as the Single Minute Exchange of Die (SMED) method, to optimize changeover time and minimize losses. It is concluded that the optimization of wire changes in the SAW Tandem ICE Twin process constitutes a strategic action with high economic and productive impact, significantly contributing to the overall efficiency, industrial competitiveness, and operational sustainability of welding lines.
Assunto
Soldagem, Arame, Arcos, Espuma
Palavras-chave
Soldagem SAW, Multi-arame, Desperdício de consumível, Setup, Produtividade