Energy balance in gas metal ARC welding

Abstract

La soldadura es un método de unión de materiales que sobre metales es bastante usado en la industria. Es interesante notar que los que más entienden son los operarios, quienes regulan los parámetros iniciales. Para los distintos procesos manuales, resulta bastante difícil poder encontrar un proceso óptimo sin conocer la física detrás del proceso. Este trabajo permite comprender la teoría presente en la gota generada para el proceso de Gas Metal Arc Welding (GMAW) y sus distintos efectos. La soldadura GMAW presenta principalmente un gas protector y un electrodo positivo consumible, siendo el voltaje, la velocidad de avance del electrodo y la distancia entre el electrodo y el objeto a soldar las variables a controlar por el soldador. Estas son unas de las tantas variables existentes en la física detrás del arco generado. Una de estas variables es una potencia que se genera en el ánodo, la cual permitiría comprender mejor la temperatura de la gota generada. El desarrollo de un balance energético en el electrodo es realizado para poder luego obtener de la potencia del ánodo, una caída de voltaje en este. Para obtener este último valor y comprender su comportamiento es necesario comprender de buena manera la masa que se evapora en la gota, por lo que se el desarrollo de un modelo se realizó. Evaporaciones menores al 10% fueron obtenidas en su mayoría, presentando voltajes menores a 6 V, con ciertas tendencias. Al considerar las distintas composiciones de los electrodos, se puede ver como varían con respecto a cada resultado. Estos resultados eran los que se esperaban obtener, como también sus tendencias. Finalmente queda comentar las utilidades que el trabajo presente puede tener, como también ciertos lineamientos de futuros trabajos que puedan realizarse a partir de este. Las aplicaciones de la caída de voltaje puede realizarse para distintos cálculos de potencia. Los perfiles químicos de evaporación pueden ser también aplicados para otros modelos energéticos.