Efeito da temperatura de intercamada e da adição de arame frio em manufatura aditiva por deposição a arco em aço carbono

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dc.contributor.advisor-co1Ferraresi, Valtair Antonio
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0727420392683160pt_BR
dc.contributor.advisor1Ferreira Filho, Demostenes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2814935331164390pt_BR
dc.contributor.referee1Ferreira Filho, Demóstenes
dc.contributor.referee2Souza, Daniel
dc.contributor.referee3Reis, Ruham Pablo
dc.contributor.referee4Ferraresi, Valtair Antônio
dc.creatorLopes, Gustavo de Castro
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2398384294256166pt_BR
dc.date.accessioned2023-06-05T11:09:03Z
dc.date.available2023-06-05T11:09:03Z
dc.date.issued2023-02-24
dc.description.abstractAdditive Manufacturing by Arc Deposition (ADM) consists in the manufacture of metallic preforms from the deposition of multilayer weld beads on a substrate, that is, from a three dimensional model, the object is divided into layers defining the trajectories in which the addition of metal will be made, with the use of a robotic manipulator. This method has advantages such as a high deposition rate and the possibility of manufacturing parts of large proportions, compared with other methods. However it still requires studies to consolidate the technique and potential for improvement and development of new procedures, such as filling strategies and cooling processes between deposited layers. The objective of this work is to study the influence of the addition of cold wire in the MADA process, comparing it with the deposition made with a single wire, observing mechanical properties such as tensile strength, hardness, in addition to the cooling time for different interpass temperatures and the geometry of the manufactured parts. A GMAW (Gas Metal Arc Welding) system was used coupled to a Motoman HP20 robotic manipulator, with multiple wires of 1.6 mm in diameter for the energized wire and 1.0 mm for the cold wire, both classified as ER70S-6. The feed speed of the cold and energized wires was 1.5 m/min and 3.0 m/min, respectively. To measure the temperature, an MLX90614ESF-DCI sensor was used, connected to an Arduino system. In addition, a mixture of Argon with 25% of Carbon dioxide was used as a shielding gas with a flow rate of 25 L/min. In order to manufacture the specimens for the tensile test, 20 layers were superimposed in a straight line, forming a wall, varying the interpass temperature between each layer, using 100ºC, 150ºC and directly, with no waiting interval between layers. The walls were made, later it was production of specimens for tensile tests was carried out, using a CNC machining center. In the preparation of the bodies for hardness tests, the same methodology was followed, followed by the sanding and polishing process. In general, a shorter cooling time was observed for the walls manufactured with the addition of cold wire when compared to depositions with a single wire. In addition, it was noted that the cold wire also influences the height and thickness of the pieces. In the mechanical tests, the cold wire did not significantly influence the hardness values. The highest values were found in the 100ºC samples. For the tensile tests, it was observed that, in general, the addition of cold wire tended to increase the maximum tensile strength of the samples.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2023-06-02T18:02:43Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gustavo de Castro Lopes - 2023.pdf: 44834265 bytes, checksum: 651f1f41e5cf5250c14e8f011782e8a6 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)en
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dc.description.resumoA Manufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA) consiste na fabricação de pré-formas metálicas a partir da deposição de multicamadas de cordões de solda sobre um substrato, ou seja, a partir de um modelo tridimensional, divide-se o objeto em camadas definindo as trajetórias na qual será feita a adição de metal, com a utilização de um manipulador robótico. Esse método apresenta vantagens como alta taxa de deposição e possibilidade de fabricação de peças de grandes proporções, comparado com outros métodos. Entretanto ainda demanda estudos para consolidação da técnica e potencialidades de aprimoramento e desenvolvimento de novos procedimentos, como por exemplo estratégias de preenchimento e processos de resfriamento entre as camadas depositadas. O objetivo deste trabalho é estudar a influência da adição de arame frio no processo MADA, comparando-o com a deposição feita com arame único, observando propriedades mecânicas como a resistência à tração, dureza, além do tempo de resfriamento para diferentes temperaturas de interpasse e da geometria das peças fabricadas. Utilizou-se um sistema de soldagem GMAW (Gas Metal Arc Welding) acoplado a um manipulador robótico Motoman HP20, com arames múltiplos de 1,6 mm de diâmetro para o energizado e 1,0 mm para o arame frio, sendo ambos classificados como ER70S-6. A velocidade de alimentação dos arames frio e energizado foi de 1,5 m/min e 3,0 m/min, respectivamente. Para a aferição da temperatura, utilizou-se um sensor MLX90614ESF-DCI, conectado em um sistema com Arduino. Além disso, utilizou-se como gás de proteção uma mistura de Argônio com 25% de Gás Carbônico com uma vazão de 25 L/min. Para fabricação dos corpos de prova para ensaio de tração, realizou-se a deposição de 20 camadas sobrepostas em linha reta, formando uma parede, variando a temperatura de interpasse entre cada cordão, utilizando 100ºC, 150ºC e de forma direta, sem intervalo de espera entre as camadas. Fabricadas as paredes, posteriormente foi realizada a produção dos corpos de prova para ensaios de tração, utilizando um centro de usinagem CNC. Na preparação dos corpos para ensaios de dureza, seguiu-se a mesma metodologia, seguido do processo de lixamento e polimento. De um modo geral, observou-se um tempo mais curto de resfriamento das paredes fabricadas com adição de arame frio quando comparadas às deposições com arame único. Além disso, notou-se que o arame frio também influencia na altura e espessura das peças. Nos ensaios mecânicos o arame frio não influenciou significativamente nos valores de dureza. Os valores mais elevados foram encontrados nas amostras de 100ºC. Para os ensaios de tração, observou-se que, de modo geral, a adição de arame frio apresentou a tendência de aumento da resistência máxima à tração das amostras.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiáspt_BR
dc.identifier.citationLOPES, G. C. Efeito da temperatura de intercamada e da adição de arame frio em manufatura aditiva por deposição a arco em aço carbono. 2023. 112 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/12880
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentEscola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RMG)pt_BR
dc.publisher.initialsUFGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectManufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA)por
dc.subjectGMAWpor
dc.subjectArames múltiplospor
dc.subjectAramefriopor
dc.subjectResfriamentopor
dc.subjectWire Arc Additive Manufacturing (WAAM)eng
dc.subjectMultiple wireseng
dc.subjectCold wireeng
dc.subjectCoolingeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAOpt_BR
dc.titleEfeito da temperatura de intercamada e da adição de arame frio em manufatura aditiva por deposição a arco em aço carbonopt_BR
dc.title.alternativeEffect of interlayer temperature and cold wire addition in wire arc additive manufacturing on carbon steeleng
dc.typeDissertaçãopt_BR

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