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{"id":199,"date":"2024-06-10T02:28:27","date_gmt":"2024-06-10T02:28:27","guid":{"rendered":"https:\/\/blogdosoldador.com.br\/?p=199"},"modified":"2024-07-30T02:18:35","modified_gmt":"2024-07-30T02:18:35","slug":"wiseroot-o-curto-circuto-controlado-vindo-diretamente-da-finlandia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogdosoldador.com.br\/?p=199","title":{"rendered":"WiseRoot+ – O curto circuto controlado da Finl\u00e2ndia"},"content":{"rendered":"\n

A transfer\u00eancia por curto circuito controlado utilizado no processo de soldagem MIG\/MAG (GMAW) para soldagem de tubula\u00e7\u00f5es visando melhorar qualidade e produtividade na soldagem de tubula\u00e7\u00e3o, substituindo o processo TIG (GTAW) nas opera\u00e7\u00f5es de soldas de passes de raiz, \u00e9 uma realidade ocorrente nos sistemas produtivos. Isso \u00e9 um fato j\u00e1 consolidado em todo o mundo, por\u00e9m pouco divulgado.<\/p>\n\n\n\n

Por essa raz\u00e3o trazemos mais uma inova\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica que utiliza a manipula\u00e7\u00e3o do curto circuito controlado aplicado nas opera\u00e7\u00f5es de soldagem de tubula\u00e7\u00f5es \u2013 A tecnologia WiseRoot+, desenvolvida pelos finlandeses da KEMPPI. <\/p>\n\n\n\n

\u00c9 sabido que, para tais aplica\u00e7\u00f5es, a soldagem de passes de raiz aberta e sem cobre-junta (Backing Met\u00e1lico ou Cer\u00e2mico) \u00e9 usada em situa\u00e7\u00f5es que impedem a soldagem de ambos os lados do material de base. A soldagem externa sem cobre-junta tornou-se poss\u00edvel atrav\u00e9s da introdu\u00e7\u00e3o da avan\u00e7ada tecnologia de fonte de alimenta\u00e7\u00e3o. A exemplo disso, o sucesso conquistado pela aplica\u00e7\u00e3o do STT (Surface Tension Transfer \u2013 Lincoln Electric<\/a>) e RMD (Regulated Metal Deposition \u2013 Miller Welds<\/a>) promoveram uma verdadeira revolu\u00e7\u00e3o na soldagem de tubula\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

O WiseRoot+ vem como uma nova op\u00e7\u00e3o, que inspirada no STT, promete melhorar consideravelmente a qualidade e a produtividade da soldagem circunferencial de tubula\u00e7\u00f5es. Os resultados dos testes de soldagem feitos com o WiseRoot+ mostram claramente o efeito ben\u00e9fico desse novo controle sobre a estabilidade do arco, forma\u00e7\u00e3o de respingos, forma\u00e7\u00e3o de penetra\u00e7\u00e3o de solda e velocidade de soldagem. Benef\u00edcios observados quando comparado ao processo de soldagem MIG\/MAG convencional.<\/p>\n\n\n\n

Obtiveram-se soldas de passes de raiz lisas e consistentes, com penetra\u00e7\u00e3o completa e fus\u00e3o de paredes laterais. As velocidades de soldagem utilizadas foram tr\u00eas a quatro vezes mais elevadas do que as utilizadas na soldagem TIG (GTAW).<\/p>\n\n\n\n

O artigo abaixo descreve o processo WiseRoot+ de forma simples e direta, visando a compreens\u00e3o do processo para os caros leitores do BLOG DO SOLDADOR.<\/p>\n\n\n\n

WISEROOT+ Introdu\u00e7\u00e3o ao processo<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Nas \u00faltimas cinco d\u00e9cadas, os desenvolvimentos na soldagem de tubos permitiram que as soldagens fossem feitas com alta qualidade e efici\u00eancia consistentes (ver Ref. 1). Soldagem externa unilateral sem cobre-junta tornou-se poss\u00edvel devido \u00e0 introdu\u00e7\u00e3o da avan\u00e7ada tecnologia de fonte de alimenta\u00e7\u00e3o. Muitos fabricantes de equipamentos de soldagem introduziram recentemente produtos projetados especificamente para esta finalidade.<\/p>\n\n\n\n
Por exemplo, o processo de transfer\u00eancia de tens\u00e3o superficial da Lincoln (STT) pode ser usado para soldagem de raiz aberta de um lado em qualquer posi\u00e7\u00e3o (ver Ref. 2). Hoje, a Miller e as europ\u00e9ias Fronius e EWM possuem produtos correspondentes no mercado. O processo WiseRoot + da Kemppi envolve uma medi\u00e7\u00e3o muito precisa da voltagem, que serve como entrada para o controle de intensidade da corrente. Uma vez que a fonte de soldagem reconhece o curto-circuito, um aumento controlado da intensidade da corrente ativa a transfer\u00eancia da gota de metal de enchimento no arame de solda. Quando uma faixa m\u00e1xima de medi\u00e7\u00e3o de intensidade da corrente controlada \u00e9 atingida, a intensidade da corrente cai , antes que a gota de metal de enchimento seja depositada e o curto-circuito termine. Isso faz com que o curto-circuito que termina em um ponto de baixa corrente produz uma transfer\u00eancia suave do metal de enchimento, sem respingos. Depois que o curto-circuito \u00e9 quebrado, um pulso \u00e9 criado na corrente que aquece o po\u00e7a de fus\u00e3o, mas n\u00e3o causa a transfer\u00eancia do metal de enchimento.<\/p>\n\n\n
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Figura 1 – Curva caracter\u00edstica do WiseRoot+<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
O processo WiseRoot + pode ser usado para soldagem de raiz de tubos e chapas sem a utiliza\u00e7\u00e3o de cobre-junta. Assim como em outros processos de soldagem por curto-circuito controlado, na soldagem de um tubo horizontal estacion\u00e1rio, uma t\u00e9cnica de soldagem oscilante e descendente pode ser utilizada na posi\u00e7\u00e3o de 12 a 6 horas. Com um tubo na posi\u00e7\u00e3o vertical, a soldagem pode ser realizada tamb\u00e9m na posi\u00e7\u00e3o do 2G.<\/p>\n\n\n\n
O controle WiseRoot + foi projetado para ser intuitivo. \u00c9 um programa de soldagem inserido em uma fonte de soldagem de alta performance (ex. Kemppi FastMig) e que baseia-se no tipo de arame, na bitola do mesmo e do g\u00e1s de prote\u00e7\u00e3o utilizado. Escolhendo o programa WiseRoot+ e inserindo as informa\u00e7\u00f5es sobre a arame e g\u00e1s de prote\u00e7\u00e3o o usu\u00e1rio poder\u00e1 selecionar a velocidade de alimenta\u00e7\u00e3o do arame desejada e assim o programa de soldagem selecionado controla o ajuste de todos os outros par\u00e2metros el\u00e9tricos do sistema. Al\u00e9m disso, o soldador pode usar uma op\u00e7\u00e3o de ajuste fino para alterar o efeito do calor imposto (heat input) produzido pelo arco el\u00e9trico sobre o metal de solda. Este ajuste fino poder\u00e1 afetar a penetra\u00e7\u00e3o da raiz.<\/p>\n\n\n
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Figura 2 – Posicionamento<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Particularmente na soldagem de um tubo estacion\u00e1rio na posi\u00e7\u00e3o de 3 a 6 horas (ver Figura 2) com uma abertura de raiz relativamente grande, a concavidade de raiz pode ocorrer (como mostrado na Figura 3).

Isso \u00e9 causado por entrada de calor excessivamente alta, com a po\u00e7a de fus\u00e3o fluindo para dentro da raiz. Em tal situa\u00e7\u00e3o, o controle de ajuste fino pode ser ajustado na dire\u00e7\u00e3o negativa (-) , para diminuir a entrada de calor. Isto produz uma solda aceit\u00e1vel tamb\u00e9m no lado da raiz (ver Figura 3). <\/p>\n\n\n
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Figura 3 – Concavidade na raiz<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Em geral, o ajuste (-) \u00e9 necess\u00e1rio para aberturas de raiz mais largas, para manter a po\u00e7a de fus\u00e3o mais \u201cfria\u201d e melhor control\u00e1vel, evitando de aquec\u00ea-la demais. O ajuste na dire\u00e7\u00e3o positiva (+) do ajuste fino \u00e9 usado para aberturas de raiz mais estreitas, para garantir a fus\u00e3o lateral das faces da raiz.<\/p>\n\n\n\n
Pelas raz\u00f5es acima mencionadas, pode ser necess\u00e1rio ajustar os par\u00e2metros de soldagem \u00e0 medida que a posi\u00e7\u00e3o da tocha muda durante a soldagem de um tubo estacion\u00e1rio. Isso pode ser feito sem interrup\u00e7\u00f5es durante o processo de soldagem com o recurso \u201cMatchChannel\u201d, inserida no sistema \u201cKemppi FastMig X\u201d, que permite que o soldador altere o canal de mem\u00f3ria de par\u00e2metros pr\u00e9-definidos sem interromper a soldagem.<\/p>\n\n\n\n
Os par\u00e2metros de soldagem otimizados para as v\u00e1rias posi\u00e7\u00f5es de trabalho podem ser salvos na mem\u00f3ria MatchChannel. Ao tornar poss\u00edvel soldar em todas as posi\u00e7\u00f5es com par\u00e2metros otimizados, o recurso MatchChannel oferece qualidade e produtividade adicional: Parar e reiniciar a soldagem \u00e9 prejudicial \u00e0 produtividade quando soldamos tubula\u00e7\u00f5es. Isso ocorre porque a extremidade da solda deve ser lixada (vulgarmente conhecido como \u201cunha\u201d pelos soldadores brasileiros) antes que a soldagem continue. A maioria dos defeitos de soldagem ocorrem em pontos onde a soldagem foi reiniciada, de modo MatchChannel melhora a qualidade a este respeito, evitando paradas desnecess\u00e1rias para troca de par\u00e2metros de soldagem.

O programa WiseRoot + foi desenvolvido para soldar passes de raiz em juntas de topo. A forma e o tipo do chanfro podem ser selecionados de acordo com a espessura da pe\u00e7a de trabalho. A Kemppi garante que com uma espessura de 5 mm ou menos, podem ser utilizadas juntas quadradas e uma folga de 0 a 3 mm, dependendo da espessura. Com metais de base mais espessos, podem ser utilizados outros tipos de juntas de topo. Por exemplo, quando a espessura \u00e9 de 10 mm, recomenda-se uma prepara\u00e7\u00e3o chanfro em \u201cV\u201d (ver Figura 4) com abertura de 1,5 a 4mm e uma face de raiz de aproximadamente 2mm.

Uma das vantagens oferecidas pelo processo WiseRoot + \u00e9 que a penetra\u00e7\u00e3o suficiente pode ser alcan\u00e7ada consistentemente, n\u00e3o importando qu\u00e3o estreita seja a abertura da raiz. Isso melhora a produtividade de duas maneiras: o volume da junta diminui, e a soldagem do passe de raiz pode ser realizada com par\u00e2metros de soldagem com valores mais altos.<\/p>\n\n\n
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Figura 4 – Prepara\u00e7\u00e3o da Junta a ser soldada<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Para tubula\u00e7\u00f5es mais espessas, \u00e9 mais eficaz em termos de custos usar uma prepara\u00e7\u00e3o de chanfro em \u201cU\u201d composto ou uma prepara\u00e7\u00e3o de chanfro em \u201cU\u201d \u00fanico (como mostrado na Figura 5), as quais ajudam a diminuir o volume da junta. Para juntas de topo com chanfro em \u201cU\u201d \u00fanico, a abertura da raiz \u00e9 normalmente de 0 mm e a face da raiz \u00e9 1-2 mm. Para esse tipo de junta e chanfro, os par\u00e2metros de soldagem precisam ser mais elevados e a soldagem automatizada \u00e9 recomendada devido \u00e0 elevada velocidade de soldagem.<\/p>\n\n\n
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Figura 5: Exemplo de prepara\u00e7\u00f5es de juntas para metais de base espessos (> 12 mm)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Em alguns casos, a abertura da raiz poder\u00e1 aumentar mais do que nos exemplos citados nas figuras anteriores. Por\u00e9m isso n\u00e3o causa problemas para programa WiseRoot + pois \u00e9 tolerante a grandes aberturas. Naturalmente, quando a diferen\u00e7a \u00e9 maior do que o recomendado, a produtividade sofre, porque o soldador tem que usar valores mais baixos para os par\u00e2metros de soldagem. Os testes de soldagem foram realizados com \u00eaxito com intervalos de at\u00e9 10 mm. Embora tais aberturas de raiz n\u00e3o sejam recomendadas, elas ainda podem surgir em aplica\u00e7\u00f5es desafiadoras em que um ajuste preciso n\u00e3o pode ser garantido.

O programa WiseRoot+ foi desenvolvido para a soldagem de passes de raiz para o a\u00e7o ao carbono. O pacote de programas para soldagem dispon\u00edveis no sistema FastMig X (que inclui o programa WiseRoot+) possibilita aplica\u00e7\u00f5es em v\u00e1rios tipos de arames para soldagem de a\u00e7os estruturais, a\u00e7o inoxid\u00e1veis e a\u00e7os de alta e baixa liga.

Tamb\u00e9m est\u00e3o dispon\u00edveis programas de soldagem para arames s\u00f3lidos de a\u00e7o em tamanhos diferenciados (1,045 polegadas ou 1,14 mm) e com gases mistos de arg\u00f4nio e CO2. Este tipo de arame \u00e9 comumente utilizado na soldagem de passes de raiz em gasodutos russos.

O processo WiseRoot + foi desenvolvido especificamente para soldar em passes de raiz de juntas de topo e sua aplica\u00e7\u00e3o principal focada na soldagem tubula\u00e7\u00f5es em todas as posi\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n
Experi\u00eancias<\/h2>\n\n\n\n
Os testes de soldagem foram realizados com o processo WiseRoot +, que \u00e9 uma caracter\u00edstica padr\u00e3o do sistema multifuncional GMAW FastMig X da Kemppi (mostrado na Figura 7). O objetivo do teste foi avaliar a viabilidade do novo processo de soldagem de tubos horizontais de a\u00e7o X60 estacion\u00e1rio com um di\u00e2metro externo de 600 mm.<\/p>\n\n\n
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Figura 7 – Configura\u00e7\u00e3o da Soldagem<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
A espessura de parede do tubo era de 12 mm com uma prepara\u00e7\u00e3o de junta de topo com chanfro em \u201cV\u201d. <\/p>\n\n\n\n
A abertura da raiz foi dimensionada entre 2 mm e 3 mm, com a face da raiz variando de 1,5 a 2 mm. <\/p>\n\n\n\n
A Tabela 1 apresenta os par\u00e2metros de soldagem utilizados nas experi\u00eancias.<\/p>\n\n\n
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Tabela 1 – Par\u00e2metros de soldagem utilizadas nos testes.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Resultados e Discuss\u00e3o<\/h2>\n\n\n\n
Os testes de soldagem demonstraram o efeito ben\u00e9fico do programa WiseRoot+ sobre a estabilidade do arco, o controle da po\u00e7a de fus\u00e3o, a forma\u00e7\u00e3o da penetra\u00e7\u00e3o e velocidade de soldagem. Obtiveram-se passes de raiz de bom acabamento, com penetra\u00e7\u00e3o completa e fus\u00e3o \u00f3tima fus\u00e3o lateral da raiz (ver Figura 8). A velocidade m\u00e1xima de soldagem que permite uma qualidade de solda aceit\u00e1vel (n\u00edvel B de acordo com a norma ISO 5817) foi tr\u00eas a quatro vezes maior com o processo WiseRoot + do que com a soldagem utilizando o processo GTAW.

Al\u00e9m disso, os resultados com WiseRoot + mostraram claramente que \u00e9 mais f\u00e1cil compensar as varia\u00e7\u00f5es na abertura da raiz do que com um processo convencional de curto-circuito. A maior toler\u00e2ncia \u00e0 abertura permite que as juntas sejam preparadas e montadas de forma menos precisa, economizando tempo e reduzindo os custos das prepara\u00e7\u00f5es para soldagem.<\/p>\n\n\n
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Figura 8: Macrografia de uma passagem raiz soldada com o processo WiseRoot +.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Conclus\u00e3o<\/h2>\n\n\n\n
Os resultados de experimentos bem-sucedidos descrito e avaliado aqui podem ser resumidos nas seguintes tr\u00eas afirma\u00e7\u00f5es:

1. O processo WiseRoot + pode ser usado para soldagem de raiz aberta de tubos e placas de um lado sem apoio. Na soldagem de um tubo horizontal estacion\u00e1rio, uma t\u00e9cnica de downhill<\/em> \u00e9 usada na posi\u00e7\u00e3o de 12 a 6 horas.

2. Os testes de soldagem demonstraram o efeito ben\u00e9fico do novo processo sobre a estabilidade do arco, forma\u00e7\u00e3o de respingos, controle do pool de solda, forma\u00e7\u00e3o de penetra\u00e7\u00e3o e velocidade de soldagem. Passes de raiz lisa e consistente com penetra\u00e7\u00e3o completa e fus\u00e3o de paredes laterais foram criados nas experi\u00eancias.

3. Adicionalmente, os resultados mostraram claramente que \u00e9 mais f\u00e1cil compensar as varia\u00e7\u00f5es na largura do intervalo do que com os processos convencionais de curto-circuito.<\/p>\n\n\n\n
Refer\u00eancias<\/h2>\n\n\n\n
1. Yapp, D. (2011). Pipelines International, mar\u00e7o de 2011. Soldagem por circunfer\u00eancia de tubula\u00e7\u00e3o de alta produtividade: Desenvolvimentos na soldagem mec\u00e2nica de tubos, p. 44.

2. DeRuntz, B.D. (2001). Surface Tension Soldagem de transfer\u00eancia na fabrica\u00e7\u00e3o. Selected Paper apresentado na Associa\u00e7\u00e3o Nacional de Tecnologia Industrial Conference, Detroit Michigan, pp. 20-26.<\/p>\n\n\n\n
Contatos para esclarecimentos<\/strong><\/p>\n\n\n\n
Jyri Uusitalo – jyri.uusitalo@kemppi.com<\/em><\/a>
<\/em>Petteri Jernstrom – petteri.jernstrom@kemppi.com<\/em><\/a><\/em><\/p>\n\n\n\n
Kemppi Oy<\/strong>, Kempinkatu 1, 15801 Lahti, Finl\u00e2ndia.<\/p>\n\n\n\n
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