Prezados,
estão
abertas as matrÃculas na disciplina ECMA7042 – Tópicos Especiais em Engenharia
e Ciência dos Materiais II de 45 horas (3 créditos),
com
tÃtulo Aspectos Avançados da Tecnologia de Processos de Soldagem,
a ser
ministrada pelo Prof. Américo Scotti.
Horário das Aulas: 2as e 3as feiras, das 17:30 às 20:30 a partir do dia 03/06/2019, com previsão para encerramento até 27/08/2019.
LOCAL DAS AULAS: Sala do Laboratório de Materiais Campus Politécnico
As matrÃculas estarão abertas até o dia 03/06/2019 via SIGA e estão disponÃveis 15 vagas. Discentes externos devem enviar email para pipe@ufpr.br, solicitando matrÃcula (a depender da disponibilidade de vagas). Maiores informações seguem abaixo:​​​​​​​
Plano de
curso e ementa
Curso:
Aspectos Avançados da Tecnologia de Processos de Soldagem
45 horas
(3 créditos)
PerÃodo
Especial: 03/06- a 27/08
Objetivos
do Curso:
Como o
conhecimento almejado baseia-se nos fundamentos dos processos, os alunos ao final
do curso deverão ter suficientes conhecimento para prever as necessidades e
nichos para melhorias nos processos por meio da investigação e desenvolvimento
tecnológico.
Plano de
curso
- Introdução à soldagem
processos;
- Soldagem por Fusão: Fonte de
calor fusão do metal;
- FÃsica do arco 1: o arco de
plasma como uma fonte de calor;
- FÃsica do arco 2: o arco de
soldagem;
- Fusão do eletrodo;
- Jato de arco, sopro
magnético e fontes de energia;
- Proteção em soldagem a arco
(escória e gás);
- Transferência metálica;
- Formação do cordão de solda;
- Tensões residuais e
distorções;
- Processos com formato de
onda controlado e processos de alta produção;
- Tópicos especiais em solda a
arco: desempenho do MAG-CO2, Ãndice de regularidade de transferência de
metal;
- Regulagem de parâmetros:
previsão do comprimento de arco, corrente e tensão;
- Atividades de laboratório
Ementa
Conteúdo
das aulas presenciais (blocos de 4 horas-aulas):
- Introdução aos processos de
soldagem: vantagens na substituição de rebitagem e aparafusagem, história,
aplicação e tendências; Um processo especial, de acordo com a ISO 9000:
exigências e consequências; A importância da aprendizagem com base em
fundamentos; Uma visão geral sobre os processos de soldadura: definição de
soldagem e processo de evolução (linha do tempo); Soldagem por fusão:
transferência a partir da fonte de calor para o metal de base (conceito de
condução de calor e difusibilidade térmica); Calor x temperatura de uma
fonte de calor; Potência x Energia; Eficiência do calor: definição, as
perdas de calor de diferentes processos de soldagem, determinação da
eficiência de fusão: definição, o efeito da densidade de potência.
- O arco como fonte de calor:
produção de plasma (conceito de ionização); Entalpia (potencial de
ionização, dissociação, calores latente e sensÃvel); Distribuição de
temperatura e forma do arco; Temperatura x calor; conversão de energia
elétrica (o papel de tensão e corrente na geração de calor); Iniciação do
arco (aquecimento na resistência de contato e excitação de alta tensão em
alta frequência, tensão de ignição e perÃodo transitório); Manutenção de
um arco de soldagem: propriedades do plasma e transferência de calor
durante o arco, choques de elétrons em moléculas (tensão e corrente),
desionização e reionization; Efeito do gás na queda de tensão; Emissões
termiônica e por campo: mecanismos, materiais, pontos catódicos;
Limpeza catódica de alumÃnio.
- Regiões de um arco de soldagem
(cátodo, ânodo e coluna do arco, comprimentos e queda de tensão); Geração
e perdas de calor em um arco (arco de energia, calor imposto e eficiência
térmica; Taxa de fusão do eletrodo: fenômeno fÃsico, equação genérica da
taxa de fusão, a representação da corrente (média e eficaz) na equação
genérica da taxa de fusão; CaracterÃstica estática de arcos: definição,
determinação, influência do comprimento do arco, gás de proteção, material
e diâmetro do eléctrodo; As diferenças e razões para tal entre caracterÃsticas
estáticas de eletrodos consumÃveis e não consumÃveis.
- Jato de arco (jato de
plasma): formação e ação sobre a poça: forças estáticas e dinâmicas agindo
sobre a poça; Influência do jato de plasma sobre os acoplamento arco-poça;
Sopro magnético: formação e impacto sobre o arco de soldagem, as causas
para a formação de sopro magnético, meios de mitigação; Fontes de potência
para soldagem a arco: conceitos básicos; caracterÃsticas estáticas de
fontes de energia; ponto de trabalho; Manutenção do comprimento do arco:
modos de operação por tensão constante e corrente constante.
- Proteção da soldagem a arco:
escória e gás (uma visão geral sobre os tipos disponÃveis de consumÃveis,
caracterÃsticas, mecanismos de proteção, desempenho e limitações); Propriedades
fÃsico-quÃmicas dos gases blindagem e relação com a poça metálica.
- Transferência metálica:
mecanismos e tipos; transferências natural e controlada (aplicações).
- Consumo x produção: tipos de
perdas; formação do cordão de solda: fenômenos inerentes à formação de
cordão de solda (efeitos mecânicos e térmicos); valores médios ou eficazes
da corrente; Imperfeições operacionais de soldagem: descontinuidades e
defeitos; identificação de descontinuidade e aceitação; tipos e causa de
imperfeições.
- Fundamentos da tensão
térmica: conceito primário (dilatação e contração); Tensão residual,
distorção e colapso; Geração de estresse térmico (modelos de 3 barras e 5
barras); Segundo conceito (transformação de fase); diagrama tempo x stress
térmico; Os componentes principais de estresse térmico e distribuição
(longitudinal, transversal e normal); Que regem a parâmetros na geração de
tensão residual: volume aquecida relacionados com parâmetros e
transformação de fase relacionados com parâmetros, LTT metal de enchimento;
Métodos de alÃvio de estresse (PWHT e vibração); Técnicas para mitigar e
corrigir as distorções.
- Processos com forma de onda
controladas: GTAW e GMAW (pulsado, duplo pulso, curto-circuito
controlado): fundamentos, vantagens de desempenho, aplicações e
limitações; Processos de alta produção: multi-arames (SAW e GMAW); arames
frios e quentes: fundamentos, desempenho, vantagens, aplicações e
limitações; DCEN GMAW; INFOCUS TIG.
- Influência do teor de CO2 e
regulagem do comprimento do arco sobre o desempenho de MAG-CO2; Ãndice de
regularidade da transferência metálica: conceito e aplicação para obter
sem salpicos e maior eficiência de fusão em parametrizações; Regulagem de
parâmetros: Previsão de comprimento de arco, corrente e tensão em resposta
aos parâmetros de regulagem ou ajuste.
Conteúdo
de atividades em laboratório (bloco estimado de 5-horas-aula):
Nota: a
abordagem (laboratório de soldagem assistida por mÃdia) é demonstrar por meio
de soldagens a arco reais, alguns fundamentos ministrados em sala de aula, tais
como o efeito do gás de soldagem sobre a transferência metálica, efeito da
energia do arco sobre a geometria do cordão, ao invés de ensinar os alunos a
soldar ou operar uma máquina. Um script de todas as experiências será dado aos
alunos com antecedência. Um relatório baseado nos dados adquiridos, seguidos
por uma análise crÃtica dos resultados são esperados individualmente dos alunos
depois de alguns dias.