Detección De Defectos Online En Procesos De Soldadura Gmaw Empleando Las Señales De Tensión Y Corriente

Detección de defectos online en procesos de soldadura GMAW empleando las señales de tensión y corriente

Ing. Anexis Mora Sarmiento1
1 Universidad de Oriente, Facultad de Ingeniería Mecánica, Santiago de Cuba, Cuba, amora@fie.uo.edu.cu

Resumen

En este trabajo se propone el estudio de la detección de defectos en procesos de soldadura por arco bajo gases (GMAW) en modo de transferencia porcortocircuito, empleando la señal de tensión y corriente propio del proceso.
Para el desarrollo de los experimentos fue empleado un electrodo del tipo AWS ER70S-6 con diámetro 0,8 mm y un rectificador de corriente DEP 401. Se estudiaron varias condiciones de soldadura en las cuales fueron variados parámetros del proceso durante la realización de los cordones, los cuales fueron depositados enprobetas de acero AISI 1020 con espesor de 4 mm.
Se empleó una tarjeta A/D acoplada a un PC para el procesamiento de las distintas variables en función de los defectos. Fue diseñado un software capaz de almacenar las señales para luego ser procesadas, a partir de algoritmos elaborados para la obtención de los parámetros temporales. Como resultado del estudio se obtuvo un software que muestra los defectosonline en los procesos de soldadura empleando las señales de tensión y corriente.

Palabras claves: Procesamiento de señales, GMAW, Defectos Soldadura

1. Introducción.

El monitoreo de las señales del proceso de soldadura se destacan por responder con exactitud al fenómeno que se estudia, aunque debe señalarse su alta complejidad en el análisis. Para poder evaluar el comportamiento del procesoGMAW y sus defectos a partir de las señales de emisión acústica generadas por el mismo, es necesario realizar una caracterización estadística de las mismas.
El conocimiento de los defectos ante cambios en las variables del proceso es de vital importancia a la hora de analizar la estabilidad o el funcionamiento del proceso a partir de la aplicación de técnicas de análisis basadas en el empleo delos valores de tensión y corriente la emisión acústica generada por el arco.
Estudios realizados previamente definen esta técnica como única entre los métodos de ensayos no destructivos (END). En contraste a otros métodos de ensayos no destructivos, el propuesto puede considerarse como no destructiva “pasiva”, porque solo puede identificar los defectos o su desarrollo durante la realización delproceso o del ensayo [1]. Luego de alguna desconfianza en el empleo de esta técnica a inicios de los años 70, el empleo de los parámetros de soldadura es hoy día cada vez más “popular” y es aplicada con éxito en el estudio de numerosos fenómenos. Una de las posibles razones de la aceptación creciente de esta técnica son los avances logrados en las dos últimas décadas en la microelectrónica y en lastécnicas de análisis basadas en el uso de la computación, pues su procesamiento requiere del trabajo a frecuencias elevadas y técnicas poderosas para manipular los datos.
Cuando el arco es uniforme, cuando su fuerza es constante, cuando nada cambia, existe muy poco o ningún cambio en los valores de tensión y corriente Las variaciones en la energía subministrada al arco provocan cambios en lacantidad de calor entregada por este, y por tanto cambios en los defectos.
Así, el control de los defectos en el proceso GTAW puede lograrse midiendo los valores de tensión y corriente.
Durante la transferencia por cortocircuito el metal se transfiere por medio de un contacto en cortocircuito entre el electrodo y la zona de fusión. En algunas situaciones el electrodo en cortocircuito “explota”.
Enrealidad, existe toda una ciencia dedicada al fenómeno de la “explosión de los alambres”. En el arco de soldadura, es indeseable el fenómeno de explosión del alambre debido a la gran cantidad de salpicaduras que esto produce. Generalmente es mejor la soldadura por transferencia en cortocircuito, donde ocurren explosiones regularmente espaciadas y de bajo nivel del sonido de la energía liberada...