Desenha-se um sistema para detectar e controlar defeitos na solda a laser

Cristina G. Pedraz/DICYT A solda a laser é utilizada em setores como a automação, já que representa diversas vantagens, como a automatização. No entanto, durante o processo as vezes se produzem defeitos, como o surgimento de buracos ou a falta de penetração, quando o cordão da solda não atinge a profundidade desejada. A origem destes defeitos é diversa e pode acarretar, por exemplo, o rompimento da solda em processos posteriores.

Desse modo, quatro pequenas e médias empresas e quatro centros de pesquisa de cinco países europeus realizaram um projeto no VII Programa Marco, consistente em desenvolver um sistema de detecção de defeitos em tempo real e um sistema de controle associado. No projeto, denominado CLET, participam duas entidades de Castela e Leão: o centro tecnológico Cartif, de Valladolid, e a empresa Josdan Soldadura Láser y Ajuste.
 


Sergio Saludes, pesquisador do Cartif e coordenador científico do projeto, afirma que a idéia surgiu de outra pesquisa realizada em colaboração com a Renault. “O estudo tratava de detectar defeitos em soldas a laser e comprovar que este sistema era insuficiente, já que também era interessante a máquina de solda pudesse realizar correções”. Ao não poder desenvolver esta linha para concluir o projeto, decidiram solicitar um novo estudo a nível europeu.

Iniciado em novembro de 2008 e concluído recentemente, o Projeto CLET abrangeu dois objetivos principais. O primeiro focado no desenvolvimento de um sistema de detecção de defeitos em tempo real.

“Para tanto escolhemos uma via de estudo bastante inovadora, baseada em estudar o plasma gerado pela solda a laser na área de interação laser-aço. Neste plasma existem elétrons livres, ou seja, elétrons liberados dos enlaces que os ligam aos átomos”, explica Saludes, que afirma que a energia destes elétrons livres pode ser medida e se denomina temperatura eletrônica. Os pesquisadores comprovaram no laboratório o que já se havia demonstrado na literatura, que a temperatura eletrônica relaciona-se com o surgimento de defeitos na solda e analisaram um destes defeitos, a profundidade de penetração.

A segunda parte do projeto consistiu em criar um sistema de controle. “O sistema conhece o valor ideal de temperatura eletrônica e calcula os parâmetros do laser em tempo real, para que esse valor medido esteja sempre muito próximo ao valor ideal”. Desse modo, o sistema somente atua sobre a potência da solda, mudando a potência do laser para regular a profundidade de penetração.

As três fases do projeto

O projeto possui três fases principais. A primeira focou-se no desenvolvimento do sistema sensor, “no qual se estudou como desenvolvê-lo, como medir ou relacionar a temperatura eletrônica com os defeitos”.

Na segunda os pesquisadores aprofundaram o desenho do controlador. “Aqui a parte mais importante foi escolher a arquitetura do controlador mais adequada”, afirma o pesquisador, que agrega que depois passou-se à fase de implementação, consistente em criar um programa de computador “com um dispositivo físico para medir, em primeiro lugar, e para controlar, em segundo”. Finalmente, demonstrou-se a eficácia do sistema em escala real, instalando-o nas oficinas das pequenas e médias empresas participantes.