Modelagem e otimização da Soldagem a Ponto em chapas de aço galvanizado utilizando os métodos Taguchi e Superfície de Resposta.

Abstract

A soldagem a ponto por resistência elétrica é um processo bastante empregado no meio industrial devido principalmente as suas características, tais como o baixo custo, não necessidade de metal de adição, a simplicidade da execução, alta produtividade, entre outras. Este processo apesar de possuir uma simples execução, possui uma relativa dificuldade no setup do equipamento, visto pelo número excessivo de parâmetros de regulagem. Na soldagem de aços galvanizados por solda a ponto, normalmente os trabalhos se concentram em espessuras superiores a 1 mm. Porém, quando se soldam chapas inferiores a esta espessura, novos complicadores surgem no setup do equipamento, visto que a analogia do comportamento para chapas mais espessas não pode ser transferida para estas novas condições. Visando um estudo mais aprofundado neste contexto, este trabalho teve como objetivo a otimização da soldagem de chapas de aço galvanizado com espessura de 0,70 mm. Buscou-se identificar a combinação ótima dos parâmetros que maximizassem a força de cisalhamento, isto sujeito a um nível aceitável de indentação. Foram analisados 10 diferentes parâmetros de regulagem utilizando inicialmente a metodologia Taguchi com um arranjo ortogonal L27, permitindo desta forma identificar os 4 parâmetros mais significativos na força de cisalhamento e na indentação dos pontos soldados. Considerando estes parâmetros significativos foi desenvolvido uma superfície de resposta que permitiu a elaboração da modelagem matemática para a força de cisalhamento e indentação. Após as análises finais, foi identificado que a corrente de soldagem, o tempo de soldagem, a pressão e o tempo de pré pressão produziram um efeito significativo sobre a força de cisalhamento e sobre a indentação. Visando maximizar a força de cisalhamento foi utilizada a programação não-linear com o algoritmo GRG. A maximização da força cisalhante foi sujeita aos valores inteiros dos parâmetros de regulagem, além de trabalhar limitada à região interna da superfície e a condição de indentação máxima de 20% da espessura da chapa. Os ensaios de confirmação realizados para os níveis otimizados confirmaram a validade do modelo.