Desafio Smart Factory: Desafio Soldadura
Este projeto de investigação tem a sua atividade fundamental na análise sobre a aplicação de novas tecnologias de soldadura para estruturas metálicas em torres eólicas.
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Resumo da proposta
O fabrico de fustes para torres eólicas implica diferentes processos de produção, como, por exemplo: o encurvamento de chapas que formam as virolas do fuste, os trabalhos de posicionamento e nivelamento de argamassa dos componentes a unir e a soldadura das diferentes partes que formam o fuste, entre outros. Destaca-se a soldadura longitudinal de fecho das peças curvadas e a soldadura circunferencial de união das diferentes virolas do fuste.
De todos estes processos, o de soldadura é o que maior número de horas consome e constitui atualmente um estrangulamento no processo de fabrico de fustes de torres eólicas. O objetivo deste projeto centra-se na otimização e aplicação de novas tecnologias na área da soldadura, que permitam a redução do tempo de soldadura.
Tudo isto será levado a cabo no seio do Grupo de Elasticidade e Resistência de Materiais do Departamento de Meios Contínuos e Teoria de Estruturas da Universidade de Sevilha. Estas tarefas de investigação enquadram-se no projeto associado ao Centro de Inovação Universitária da Andaluzia, Alentejo e Algarve, no lugar com referência INV-CIU-10-2020-2.
Objetivo do projeto
O objetivo principal radica-se na investigação de novos métodos de soldadura que permitam o aumento da produtividade, reduzindo os tempos de soldagem. Estudar-se-á a utilização de técnicas inovadoras, analisando-se os parâmetros de soldagem que podem ser mais adequados no que respeita ao melhoramento da produtividade, sem que se diminua a qualidade da união efetuada. Para tal fim, contempla-se a execução de diferentes ensaios mecânicos às provetas efetuadas com diferentes parâmetros e procedimentos. Os procedimentos atualmente contemplados são:
- Soldadura híbrida laser-MIG/MAG.
- Soldadura híbrida laser-MIG/MAG + SAW.
- Soldadura híbrida laser-SAW.
- Soldadura mediante feixe de eletrões sem câmara de vácuo (NV-EBW) + SAW.
- Soldadura KTIG + SAW.
- Utilização de melhoramentos produtivos para arco submerso (SAW) como, por exemplo, Twin, Tandem, Twin-Tandem ou multicabo.
- Modificação da biselagem da junta a soldar, utilizando uma conceção do tipo 'Narrow' (estreito).
Resultados esperados e indicadores
Como resultados espera-se que se consigam definir procedimentos de soldagem diferentes e mais eficazes do que aqueles que se utilizam atualmente (MIG/MAG e SAW).
Justificação do potencial impacto tecnológico do projeto (TRL)
Devido à crescente procura de energia elétrica e, além disso, ao facto de esta ser proveniente de fontes de energia limpa, serão necessárias torres eólicas que produzam uma maior potência elétrica. Isto fará com que a conceção da altura da torre deva ser maior e, por conseguinte, a espessura da chapa utilizada para o fabrico da própria torre seja maior. A utilização de uma técnica de soldadura híbrida oferecerá a oportunidade de se unirem grandes espessuras com poucas passagens e com pouco material de enchimento. Não há dúvida de que pode ser um grande avanço, não apenas para o setor do fabrico das torres eólicas, mas também para qualquer indústria que necessite da união de chapas de aço muito espessas como, por exemplo, a indústria naval ou a caldeiraria pesada.
