Abstract The thermal current pulsation is a technique widely used mainly in the GTAW process. The advantages of this technique range from operational gains in the process to metallurgical weld improvements. However, despite the advantages already reported in several studies that employ the GTAW and GMAW processes, there is no reference in the literature to the use of this technique in the submerged arc process. From this perspective, an investigation was carried out regarding the use of the current pulsation technique at low frequencies. Bead-on-plate tests were performed, varying the pulsation times from 0.5 to 2.0 s for two different welding speed (18 and 36 cm/min). The results showed that, besides being viable, the application of the thermal pulsation technique in SAW welding resulted in greater process efficiency. This result was obtained without causing instabilities or problems related to the inclusion of slag. However, unlike what is reported in the literature for the GTAW process, thermal pulsation did not show significant metallurgical improvements for any of the operating conditions used.

Resumo: Em processos de soldagem com adição de material, como é o caso do GMAW, a obtenção de menores tempos de soldagem implica na busca por maiores taxas de deposição, visto que assim é possível aumentar as velocidades de soldagem mantendo a área transversal do cordão de solda. Como alternativa, é comum, atualmente, se considerar o emprego de processos híbridos ou modernas técnicas de soldagem derivadas de processos tradicionais. Contudo, isto implica, naturalmente, em maior aporte de investimentos, o que frequentemente não é possível. Diante disso, o presente trabalho tem por objetivo investigar os efeitos produzidos pelo posicionamento da tocha de soldagem sobre a formação de descontinuidades e geometria dos cordões de solda produzidos pelo processo GMAW convencional em elevadas velocidades de soldagem. Para tanto, foram realizados ensaios de soldagem com o processo GMAW convencional robotizado em juntas sobrepostas na posição horizontal. Foram utilizadas chapas de espessura 2,8 e 2,2 mm, sendo estas referentes a posição superior e inferior respectivamente. Empregou-se velocidades de soldagem superiores a 1 m/min e foram avaliados os aspectos morfológicos dos cordões de solda obtidos. Como resultado, foi verificado que o posicionamento da tocha de soldagem possui influência significativa na geometria do cordão e que com ângulos de ataque e de trabalho adequados é possível conferir maior robustez ao processo sem, contudo, perder em produtividade

Abstract: In terms of welding with addition of material, as in the case of GMAW process, the obtaining of shorter welding times implies the search for higher deposition rates, since by increasing the deposition rate it is possible to increase the welding speed keeping constant the rate of material deposited per unit of weld bead length. As an alternative, in applications that require high welding speeds, it is currently common to consider the use of hybrid processes or modern welding techniques derived from processes considered as traditional. However, this impliesinvestment that is often not available. The aim of the present work is to analyze the effects of welding torch positioning on the formation of discontinuities and, above all, on geometry of the weld beads produced by the conventional GMAW process at high speeds. For this purpose, welds were welded in overlapping joints, in the horizontal position, at welding speeds over 1 m/min with the conventional GMAW process, and the morphological aspects of weld beads. As a result, it was verified that the positioning of the welding torch has a significant influence on the geometry of the weld bead and that with suitable angles of attack and work it is possible to give greater robustness to the process, even at high welding speeds, without losing productivity

Resumo Equipamentos que permitem o registro de imagens são importantes ferramentas no estudo dos processos de soldagem. Contudo, câmeras de alta velocidade que permitem a captura de imagens do arco voltaico e dos fenômenos envolvidos, a exemplo da transferência metálica, são limitadas devido ao seu alto custo. Tendo em visto a utilização de câmeras de baixo custo relativo, o presente estudo tem por objetivo avaliar os efeitos dos parâmetros de exposição no registro do arco voltaico, sendo este, semelhante ao que se observa através da máscara de soldagem. Logo, analisou-se os efeitos da abertura do diafragma, tempo de exposição e sensibilidade ISO. Além destes parâmetros, foram empregados filtros na lente da câmera a fim de melhorar a qualidade das imagens. Por fim, aplicou-se o conhecimento adquirido no registro do processo TIG com alimentação de arame frio, sendo possível a visualização das gotas sendo transferidas bem como da poça de fusão.

Abstract Equipment that allows images recording are important tools in study of welding processes. However, high-speed cameras that allow capture of arc images and phenomena involved, such as metal transfer, are limited due to their high cost. Considering use of low cost cameras, the present study has the objective of evaluating the effects of exposure parameters on the arc recording, which is similar to that observed through the welding mask. Therefore, the effects of diaphragm aperture, shutter speed and ISO sensitivity were analyzed. In addition to these parameters, filters were used on the camera lens in order to improve the quality of the images. Finally, the knowledge acquired in the TIG process registration with cold wire feed was applied, being possible to visualize the droplets being transferred as well as the weld pool.

Resumo: O presente trabalho propõe investigar a aplicação da técnica de excitação ultrassônica do arco no processo SAW com o intuito de avaliar a influência dos principais parâmetros associados a pulsação da corrente, como a frequência e a amplitude da corrente de excitação ultrassônica, sobre os cordões de solda produzidos. Para tanto, foi montada uma bancada experimental constituída por duas fontes de energia: uma convencional de soldagem e outra capaz de pulsar a corrente em frequências ultrassônicas. Durante a realização dos ensaios foram empregadas duas amplitudes de corrente de excitação ultrassônica, 25 A e 50 A, cada qual em três frequências de pulsação diferentes, 20 kHz, 50 kHz e 80 kHz. A partir de macrografias foram realizadas análises dimensionais dos cordões obtidos com foco na largura, penetração e área fundida, assim como a área da zona afetada pelo calor (ZAC). Como resultado, contrariando as informações disponíveis na literatura, não foi possível identificar alterações consideráveis na geometria do cordão de solda, assim como, na ZAC que pudessem ser atribuídas à pulsação da corrente nas frequências estudadas.

Abstract: This paper proposes an investigation of arc ultrasonic excitation technique in SAW process, in order to evaluate the main parameters influence associated with pulsed current on weld beads, such as the frequency and amplitude of ultrasonic excitation current. Therefore, an experimental bench was assembled, which consists of two power sources: a conventional welding source and another able to pulse current at ultrasonic frequencies. During the tests were employed two ultrasonic excitation current amplitudes, 25 A and 50 A, each one in three different pulse frequencies, 20 kHz, 50 kHz and 80 kHz. Macrographs of these welds are observed, and width, penetration, molten area and heat affected zone area (HAZ) are measured. As a result, contrary to the information available in literature, there were no significant changes in weld bead geometry, as well as in the HAZ, that could be attributed to the current excitation in studied frequencies.