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1 ULTRASSOM EM SOLDA A PONTO

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1

ULTRASSOM

EM SOLDA A PONTO

2

Fundamentos da Soldagem

Soldagem por resistência

Definição:

É um processo de pressão, produzido a partir da superfície de contato entre duas chapas

distintas, por meio do calor gerado por efeito Joule durante a circulação da corrente elétrica

na resistência de junção.

Características do processo:

Alta velocidade de execução

Flexibilidade

Elevada capacidade de automação

3

Fundamentos da SoldagemSoldagem por resistência

F

F

i

i

Chapa 2

Chapa 1

Eletrodo

Eletrodo

R 1

R 3

R 4

R 5

R 6

R 7

R 2

A passagem da corrente elétrica elevada provoca intenso aquecimento na área de contato

das peças, devido a alta resistência na região 5.

Pela lei de Joule:Q = R x I x T

2

Energia

Resistência elétricaIntensidade da corrente elétrica

Tempo de solda

4

Fundamentos da Soldagem

Solda por resistência a ponto

5

Fundamentos da Soldagem

Solda por resistência a ponto

6

Carrocerias Automotivas

7

Carrocerias Automotivas

8

Spot Welds

4000 ~ 7000

Mig

Welds

~5.0 m

Carrocerias Automotivas

Adhesive

~ 90.0 m

9

Segurança

10

Ensaios Destrutivos Aplicáveis

Ensaio de destacamento por martelo ou talhadeira

Fratura ao redor do ponto de solda formado, e posterior medição através de um paquímetro.

11

Ensaios Destrutivos Aplicáveis

Ensaio de destacamento por martelo ou talhadeira

Vantagens:

Facilidade de execução

Baixo custo

Utilização em chão de fabrica

Desvantagens:

Risco de acidente para o operador

Método subjetivo

12

Ensaios Destrutivos Aplicáveis Ensaio de tração

Fornece dados quantitativos das características mecânicas dos materiais.

Vantagem: Registro dos valores de resistência dos pontos de solda ao cisalhamento.

Desvantagem: Tempo e excessivo e alto custo para serviços rotineiros

13

Ensaios Destrutivos Aplicáveis

Ensaio metalográfico

Consiste na verificação a olho nú, ou com uma ampliação de até 1000 vezes a seção transversal

do ponto de solda, devidamente lixado e polido.

Objetivo:

Verificar a homogeneidade ou heterogeneidade do produto e constatar a presença de descontinuidades,

podendo ser mensurado também o diâmetro e a altura do ponto de solda.

14

Ensaios Destrutivos Aplicáveis

Ensaio metalográfico

Preciso na detecção de descontinuidades e usualmente aplicado na fase de validação

dos parâmetros de soldagem, e periodicamente para ajustar os parâmetros do ensaio

por ultrassom.

15

Método de Ensaio Por Ultrassom

Aplicações Medicina

Agropecuária

Limpeza

Soldagem

16

Método de Ensaio Por Ultrassom

Aplicações

Forjados

Laminados

17

Método de Ensaio Por Ultrassom

Aplicações

Soldados

Fundidos

18

Método de Ensaio Por Ultrassom

APARELHO DE ULTRASSOM

MARCADOR DE TEMPO

19

Método de Ensaio Por Ultrassom

20

Método de Ensaio Por Ultrassom

INFRASSOM SOM AUDIVEL ULTRASSOM

20 Hz 20 kHz

Campo ultrassônico material: 50 kHz até 125 MHz (atual)

ESPECTRO DE FREQUÊNCIA SONORA

21

Método de Ensaio Por Ultrassom

Efeito Piezelétrico

Propriedade que certos cristais possuem de transformar

energia elétrica em energia mecânica e mecânica em elétrica

+(-)

- (+)

eCorrente elétrica

Ondas mecânicas

Refletor

e =V2 f

e = espessura do cristal (m)

V = velocidade do som no cristal (m/s)

f = frequência de ressonância do cristal (Hz)

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Método de Ensaio Por Ultrassom

TÉCNICAS DE INSPEÇÃO

Técnica Pulso eco

Tempo ou distância percorrida pela onda

Am

plit

ude

PEÇA COM DESCONTINUIDADE

Eco de fundoDescontinuidade

Eco de fundo

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Método de Ensaio Por UltrassomMostrador tipo A-Scan

Modo RF Modo retificado completo

Positivo e negativo

Modo retificado positivo

Positivo

Modo retificado negativo

Negativo

24

Método de Ensaio Por UltrassomMostrador tipo B-Scan

Peça

Tela do aparelho

5,5 mm

Vista frontal da peça e de seus defeitos

25

Método de Ensaio Por Ultrassom

Incidência normal:

Meio I

Meio II

Interface

Reflexão

Transmissão

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Método de Ensaio Por Ultrassom

Atenuação

Curva de atenuação

peça

20 logdB =A

A0A = A0 X 10

(dB/20)

27

Método de Ensaio Por UltrassomCabeçote para controle de solda a ponto

carcaça conector

amortecedorcristal

reservatório de água

membrana

N

28

Método de Ensaio Por UltrassomCabeçote para controle de solda a ponto

Preparação do cabeçote

Insira a membrana

Complete com água

Rosqueie a carcaça

Verifique a existência de bolha de ar

Após uso, esvazie o transdutor

29

Método de Ensaio Por Ultrassom

Seleção do Cabeçote

O feixe do cabeçote deve ser igual ou menor que o diâmetro do pontode solda a ser ensaiado.

D

O diâmetro da lentilha pode ser determinado pela espessura da menor

chapa.

sd = 4

d = diâmetro de lente requerido (mm)

s = espessura da chapa mais fina (mm)

30

Método de Ensaio Por Ultrassom

0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5

Ecos Múltiplos

31

Método de Ensaio Por Ultrassom

Ensaio por ultrassom na inspeção de soldas a ponto - A-scan

É baseada na detecção de ecos múltiplos do fundo de uma chapa soldada.

Ecos intermediários refletidos na interface entre as chapas identificam

pontos sem solda, colados ou com lentilha pequena.

A amplitude, posição e número de ecos refletidos permitem diferenciar

pontos bons e pontos com defeitos.

1

2

1

2

1

23

1

2

3

32

Método de Ensaio Por UltrassomCaracterização dos pontos

Ponto bom

A-scan freezeOK

VIEW A-scan

OK

33

Método de Ensaio Por Ultrassom

A-scan freeze

Caracterização dos pontosPonto queimado

VIEW A-scan

burnt

NOK

34

Método de Ensaio Por UltrassomEnsaio por ultrassom na inspeção de soldas a ponto - B-scan

Cabeçote matricial (com múltiplos cristais)

Equipamento

35

Método de Ensaio Por Ultrassom

B

A

A

B

C

C

1 2 2

1 2 3

1 2 2/3

1 3

Cabeçote matricial (com múltiplos cristais)

Cada cristal envia e recebe sinais independentes, coletando

informações estrutural da amostra.

Combinando a resposta de cada elemento é possível construir

uma imagem ultrassônica da estrutura interna do ponto

de solda.

Menor amplitude

Maior amplitude

36

Método de Ensaio Por UltrassomInterpretação das imagens - B-scan

Ponto bom

37

Método de Ensaio Por UltrassomInterpretação das imagens - B-scan

Falha no ponto

38

Método de Ensaio Por UltrassomInterpretação das imagens - B-scan Ponto queimado

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Método de Ensaio Por UltrassomComparação entre as técnicas ( A e B scan)

Técnica A scan

Vantagens:

Simples

Robusto

Utiliza o mesmo equipamento em outras aplicações

Desvantagens:

Troca de cabeçote em função do tamanho da lentilha

Difícil interpretação dos sinais

Não é possível determinar o tamanho da lentilha

Técnica B scan ( cabeçote com múltiplos elementos – Matricial)

Vantagens:

Medição e imagem da lentilha de solda em tempo real

Portátil

Fácil de operar

Desvantagens:

Baixa resolução

Tamanho do cabeçote

40

Método de Ensaio Por UltrassomEstado da Arte

Verificação da integridade da solda em tempo real

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Método de Ensaio Por UltrassomEstado da Arte

Verificação da integridade da solda em tempo real

42

Método de Ensaio Por UltrassomVerificação da integridade da solda em tempo real

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Método de Ensaio Por UltrassomConclusões

se aproximam muito dos exames metalográficos;

Utilizado com critério, o ensaio com ultrassom é bastante confiável, e os seus resultados

de soldagem;

Instalado nas linhas de produção, consegue prever falhas e orientar os processos

A implantação do sistema de testes por ultrassom reflete em ganhos de qualidade

e confiabilidade no processo, atendendo as exigências de responsabilidade civil

do produto.

Através da técnica do ultrassom, é possível criar uma cultura de busca a melhoria

contínua, especialmente em função de que não é necessário destruir a peça para

efetuar o controle, reduzindo-se os custos de refugo e retrabalho.

A técnica prestou um valioso auxilio na determinação dos parâmetros ideais de soldagem

e por conseguinte na elaboração das especificações de processo.

captado pelo equipamento, em especial devido à aquisição de imagem em tempo real.

A técnica de inspeção utilizando o cabeçote matricial representa hoje o estado da arte da

técnica de ultrassonografia, permite aos operadores uma melhor compreensão do sinal