BR202014017803U2 - Disposição introduzida em sinalização através de sistema vibratório em equipamento de medição e análise de parâmetros de soldagem em tempo real - Google Patents

Abstract

RESUMO: "DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM SINALIZAÇÃO ATRAVÉS DE SISTEMA VIBRATÓRIO EM EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO E ANÁLISE DE PARÂMETROS DE SOLDAGEM EM TEMPO REAL", refere-se a um aperfeiçoamento em dispositivo de inspeção em tempo real aplicado aos parâmetros elétricos em dispositivos de solda "GMAW" (MIG/MAG) e "TIG", pertencente ao campo dos equipamentos para soldagem, foi observado pela prática que há certa dificuldade dos operadores de máquinas de solda em perceber rapidamente as indicações dos alarmes, dos equipamentos de medição e análise dos parâmetros de soldagem em tempo real devido a variações na rede de alimentação, regulagens incorretas e principalmente por variações de processo devido a posicionamento incorreto da tocha de solda em relação à peça a ser soldada; a fim de solucionar esse inconveniente, foi desenvolvido o objeto do presente pedido de patente, denominado de sinalização através de sistema vibratório em equipamento de medição e análise de parâmetros de soldagem em tempo real, que compreende um componente vibratório (6) aplicado à tocha (1), à pistola de solda, à máscara (8), EPI ou vestimenta (9), entre outros locais estratégicos.

Description

"DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM SINALIZAÇÃO ATRAVÉS DE SISTEMA VIBRATÓRIO EM EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO E ANÁLISE DE PARÂMETROS DE SOLDAGEM EM TEMPO REAL” Campo de aplicação A presente patente do Modelo de Utilidade tem por objeto um dispositivo de sinalização para equipamento periférico de monitoração aplicado à fonte de solda, mais precisamente para equipamentos de inspeção em "TEMPO REAL" dos parâmetros de soldagem "GMAW" (MIG/MAG) e "GTAW" (TIG), que permite a inserção de regras de funcionamento, aquisição de dados, análise de parâmetros e sinalização ao operador em "TEMPO REAL" através de um "SISTEMA VIBRATÓRIO" aplicado à tocha, máscara, EPI ou vestimenta, ou ainda bloqueio da máquina em situação crítica. A sinalização é realizada em "Tempo Real" durante a execução do cordão de solda através de um sistema vibratório aplicado à tocha ou pistola de solda, máscara, EPI ou vestimenta, quando o operador ultrapassar um conjunto de parâmetros previamente configurados no equipamento de monitoração chamados de "Parâmetros de Alerta".

Se o operador ultrapassar os "Parâmetros de Alerta", os quais constituem a variabilidade aceitável do processo, o sistema de sinalização vibratório avisa ao operador em "TEMPO REAL" que os valores utilizados na execução do cordão de solda ainda são aceitáveis, no entanto, estão próximos a um segundo conjunto de parâmetros chamados de "Parâmetros Críticos", os quais não devem ser ultrapassados. Desta forma, o operador pode corrigir a execução do cordão de solda mantendo o processo dentro dos parâmetros ideais.

Caso o operador ultrapasse um segundo conjunto de parâmetros, os quais também são previamente configurados no equipamento de monitoração considerados como parâmetros críticos do processo chamados de "Parâmetros Críticos", os quais não devem ser ultrapassados., será efetuado o "BLOQUEIO" da máquina impedindo a continuidade da execução do cordão de solda.

Tem-se, portanto, no pedido de patente em questão um dispositivo de sinaiização ao operador em "TEMPO REAL" através de um "SISTEMA VIBRATÓRIO" aplicado à tocha, máscara, EPÍ ou vestimenta., ou ainda o dispositivo em questão permite o bloqueio da máquina em situação crítica, obtendo assim utilização e desempenho diferenciado em relação aos outros modelos encontrados no mercado, pois auxilia ao operador a "PREVENIR O ERRO", sendo também muito útil para formação e aperfeiçoamento de soldadores, e calibração de equipamentos de soldagem em função dos parâmetros indicados no equipamento de medição e análise de parâmetros de soldagem em tempo real.

Histórico da disposição A soldagem por arco elétrico com gás de proteção consiste na união de partes metálicas através da fusão de material gerada pelo calor intenso, originado pela passagem controlada de energia elétrica em um ponto especifico, podendo ou não haver adição de material. A soldagem "GMAW" (Gas Metal Arc Welding), mais conhecida como soldagem "M1G/MAG" (MIG - Metal inert Gas / MAG — Metal Active Gas), consiste em um processo de soldagem por arco elétrico entre a peça e o eletrodo consumível, disponibilizado em forma de arame não revestido, fornecido por um aíimentador contínuo. Neste processo de soldagem, a deposição do eletrodo fundido na junção dos materiais metálicos realiza a unificação das partes. O arco elétrico decorrente da passagem de eletricidade entre o eletrodo e as partes soldadas resulta em um grande aumento de temperaturas realizando a fusão em um processo continuado durante a soldagem, garantido pela alimentação contínua do eletrodo. A presença do gás no processo garante que o arco de solda será isolado da atmosfera, podendo ainda ser um gás ativo que tem efeito componente no elemento formado na junção das partes soldadas. A soldagem "TIG" (Tungsten Inert Gas) também consiste em soldagem por arco elétrico entre partes metálicas e um eletrodo de tungstênio não consumível, podendo-se fazer ou não a adição de material na forma de arame ou vareta, inserido no campo de ação do arco durante o processo de soldagem. A presença do gás, neste tipo de solda, garante a proteção contra os gases presentes na atmosfera.

Pontos deficientes do estado da técnica Apesar de largamente utilizado e proporcionar resultados satisfatórios, o grande inconveniente destes processos de soldagem residem na quantidade de variáveis, que podem gerar variações bastante complexas durante o processo, resultando em características diferentes na junção, sendo algumas destas variações pouco perceptíveis a análises não destrutivas.

Como variáveis do processo, encontramos características elétricas, ajustadas pelos parâmetros de tensão e corrente do arco de solda; componentes físico/químicos, como a presença de um fluxo suficiente de gás, a velocidade e composição do eletrodo consumível (nos casos onde se aplica). As variáveis ainda podem apresentar comportamento dinâmico durante o processo de solda, onde corrente e tensão são influenciados pela velocidade e distância de disposição da solda sobre o corpo soldado, bem como pelo diâmetro e velocidade de avanço do metal de adição.

Sendo assim, os problemas de repetitívidade de solda residem na influência do fator humano sobre as variáveis existentes no processo, principaimente na soldagem manual.

Sumário da Disposição Visando o monitoramento do controle do processo de solda, foi desenvolvido um equipamento de medição e análise de parâmetros de soldagem em "TEMPO REAL" para ser incorporado ao equipamento de solda, o qual tem a função de atuar na análise dos parâmetros elétricos de solda, (Corrente e Tensão) em "TEMPO REAL", interferindo no processo por meio de sinalização ou bloqueio, sendo estas ações configuráveis, além de realizar a análise de parâmetros não elétricos (Vazão de Gás, temperatura dos fluídos de arrefecimento, velocidade ou quantidade de arame, tempo de arco aberto, funções estas que podem ser opcionais ou adicionadas em variações do produto), permitindo o uso destas informações nas ações de sinalização e bloqueio do gatilho e também realizar a coleta dos parâmetros de solda, registrando os dados coletados em uma área de memória que possa ser transferida, posteriormente ou em "TEMPO REAL" a um computador.

Objetivando a melhora na percepção das sinalizações do referido equipamento de medição e análise dos parâmetros de soldagem em "TEMPO REAL" foi desenvolvido o objeto do presente pedido de patente "DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM SINALIZAÇÃO ATRAVÉS DE SISTEMA VIBRATÓRIO EM EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO E ANÁLISE DE PARÂMETROS DE SOLDAGEM EM TEMPO REAL", o qual prevê a instalação em local estratégico de sinalização através de sistema vibratório aplicado à tocha, máscara, EPI ou vestimenta de fácil percepção dos operadores de máquinas de solda, Breve descrição dos desenhos da disposição A seguir, para melhor entendimento e compreensão de como se constitui a "DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM SINALIZAÇÃO ATRAVÉS DE SISTEMA VIBRATÓRIO EM EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO E ANÁLISE DE PARÂMETROS DE SOLDAGEM EM TEMPO REAL", que aqui se pleiteia, apresentam-se os desenhos ilustrativos em anexo, onde se vê: A FIG, 1 - Mostra uma vista em perspectiva súpero-frontal do equipamento de medição e análise dos parâmetros de soldagem em tempo real e seus componentes. A FIG. 2 - Ilustra um gráfico de parâmetros de soldagem indicando a faixa de operação normal, faixa de alerta mínimo, alerta máximo, bloqueio inferior e bloqueio superior, A FIG, 3 - Ilustra o componente vibratório e o microGontrolador embarcados na tocha ou pistola de solda, A FIG 4 - Ilustra a vibração da tocha ou pistola de solda em modo contínuo. A FIG 5 - Ilustra a vibração da tocha ou pistola de solda em modo intermitente. A FIG 6 - Mostra uma máscara de solda equipada com o componente vibratório e o microcontrolador. A FIG 7 - Ilustra o componente vibratório e o microcontrolador embarcados na luva.

Descrição detalhada da incorporação De conformidade com o quanto ilustram as figuras acima relacionadas., a ’’DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM SINALIZAÇÃO ATRAVÉS DE SISTEMA VIBRATÓRIO EM EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO E ANÁLISE DE PARÂMETROS DE SOLDAGEM EM TEMPO REAL" refere-se a um aperfeiçoamento em dispositivo de inspeção em tempo real aplicado aos parâmetros elétricos em dispositivos de solda "GMAW" (MIG/MAG) e 5TIGSÍS para proporcionar uma melhoria na qualidade na execução do cordão de solda, treinamento ou aperfeiçoamento de novos soldadores, calibração da fonte de solda e principalmente, prevenção de erros de execução do cordão de soldagem através da sinalização ao operador da máquina compreendido por um sistema vibratório que sinaliza ao operador de acordo com os parâmetros de tensão e ou corrente, em tempo real, durante a execução do cordão de solda empregando a seguinte metodologia.

Quando os parâmetros de tensão ou corrente estiverem abaixo dos valores ideais de tensão ou de corrente para a execução do cordão de solda a vibração é contínua, para parâmetros de tensão ou corrente acima de parâmetros ideais, considerados como variabilidade do processo a vibração é intermitente.

Esta é a principal característica do produto, avisar o operador antes da ocorrência de um erro de execução durante a execução do trabalho, que viria a produzir um cordão de solda não conforme, e por consequência produzida uma peça com características de soldagem insuficientes, normalmente chamada de peça não conforme.

Caso o operador ultrapasse parâmetros críticos mínimos de tensão ou corrente para a execução do cordão de solda por um período de tempo inferior ao admissível à vibração é contínua, para parâmetros de tensão ou corrente acima de parâmetros críticos por um período de tempo inferior ao admissível, à vibração é intermitente, Se o operador ultrapassar os parâmetros críticos mínimos de tensão ou corrente para a execução do cordão de soida por um período de tempo superior ao admissível à máquina é desabilitada e a vibração é interrompida. Para avisar o operador do erro ocorrido, é visualizado em um painel de LCD qual o tipo de erro que ocorreu, são possíveis dois tipos de sinalizações de erro quando os parâmetros críticos mínimos são atingidos por um tempo de erro superior ao tempo de erro admissível, são eles subtensão, subcorreníe, Se o operador ultrapassar os parâmetros críticos máximos de tensão ou corrente para a execução do cordão de solda por um período de tempo superior ao admissível à máquina é desabilitada e a vibração é interrompida. Para avisar o operador do erro ocorrido, é visualizado em um painel de LCD qual o tipo de erro que ocorreu, são possíveis dois tipos de sinalizações de erro quando os parâmetros críticos máximos são atingidos por um tempo de erro superior ao tempo de erro admissível, são eles sobretensão, sobrecorrente.

Esta é outra característica inovadora do produto, além de prevenir o erro, caso este ocorra à máquina é desabilitada para não permitir que seja produzida uma peça não conforme, além de avisar ao operador qual tipo de erro ocorreu. Desta forma é possível efetuar com maior facilidade o treinamento e aperfeiçoamento de novos soldadores devido à interatividade do sistema com operador em tempo real através de um "SISTEMA VIBRATÓRIO”, em tempo real, para equipamento periférico de monitoração (2) que é conectado à fonte de solda (5) e referenciado ã terra através do condutor (3) e fixado pelo grampo (4). O componente vibratório (6) pode ser aplicado à tocha (1) ou pistola de solda, máscara (8), EPI ou vestimenta (9}s ou locais estratégicos para a percepção imediata do operador. Para que seja possível a monitoração em tempo real torna-se necessário o uso de um microGontrolador (7) embarcado.

Claims (1)

1) "DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM SINALIZAÇÃO ATRAVÉS DE SISTEMA VIBRATÓRIO EM EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO E ANÁLISE DE PARÂMETROS DE SOLDAGEM EM TEMPO REAL88, refere-se a um aperfeiçoamento em dispositivo de inspeção em tempo real aplicado aos parâmetros elétricos de dispositivos de solda "GMAW" (MIG/MAG) e !iTIG!\ constituído por um sistema vibratório que sinaliza ao operador de acordo com os parâmetros de tensão e ou corrente, em tempo real, durante a execução do cordão de solda, caracterizado por um componente vibratório (6) aplicado à tocha (1), à pistola de solda, à máscara (8), EPI ou vestimenta (9), entre outros locais estratégicos.