Otimização dos parâmetros de soldagem a ponto por resistência em uma indústria automotiva por meio da análise de experimentos e metodologia de superfície de resposta

Abstract

RESUMOUma das formas de se alcançar as características de competitividade ou fatores críticos e, atender as necessidades e expectativas dos consumidores é por meio da aplicação das técnicas de projeto e análise de experimentos e metodologia de superfície de resposta, uma vez que o uso em conjunto destas técnicas, possibilita a determinação dos melhores ajustes para obtenção do resultado desejado. Nesse sentido, este trabalho tem por objetivo aplicar estas técnicas, para otimização dos parâmetros envolvidos em um processo de soldagem a ponto por resistência. Como parte deste objetivo, desenvolve-se uma aplicação com a técnica de planejamento fatorial completo, com intuito de descobrir quais parâmetros envolvidos no processo em questão (corrente, força, tempo de solda e tempo de pré-solda), realmente promovem efeito significativo na resposta (resistência à tração). Com a realização dos experimentos e análise dos dados gerados pelo software MINITAB, verifica-se que são significativos somente os parâmetros corrente e força. A partir de então, utiliza-se a técnica do planejamento composto central, em seguida determina-se o ponto estacionário e, por fim, faz-se a análise dos autovalores da matriz Hessiana para determinação dos valores de corrente e força que promovem o melhor desempenho quanto à resistência à tração. Palavras-chave: projeto e análise de experimentos; metodologia de superfície de resposta; otimização; processo de soldagem a ponto por resistência. ABSTRACTOne way to achieve the competitive characteristics or critical factors and meet the needs and expectations of consumers is through the application of design techniques and analysis of experiments and response surface methodology, since the combined use of these techniques, enables the determination of optimal settings for obtaining the desired result. In this sense this paper aims to apply these techniques to optimization of the parameters involved in a resistance spot welding process. As part of this goal, an application is developed with the technique of full factorial design, in order to discover which parameters involved in the process in question (power, strength, weld time and pre weld time), actually promote significant effect on response (tensile strength). With the experiments and analyzing the data generated by the software MINITAB, it appears that only the current and strength parameters are significant. Thereafter, the technique of central composite design is used, the stationary point is determined and finally the analysis of eigenvalues of the Hessian matrix is conducted to determine the current and strength values that promote better performance in terms of tensile strength.

Preliminary Analysis of Solar Cell Interconnections Welding Parameters Using Design of Experiments for Future Optimization

“…Choice of experimental design. The complete factorial planning, according to Colombari (2004), Souza et al (2013) and Montgomery (2017), is an experimental technique that consists of carrying out an experiment with k factors, each of these factors being composed of two levels (for example: high and low or lower and higher). It is at this stage that tests are carried out with all possible combinations of preestablished levels of factors.…”

“…According to Souza et al (2013), the experimental matrix is a way to show all possible combinations of the process parameters and their respective levels. Table 2.…”

Otimização de Parâmetros Operacionais do Processo de Soldagem FCAW para Aplicação em Revestimento Duro

“…Devido ao grande número de fatores de influência do processo de soldagem sobre as soldas produzidas, uma alternativa que vem sendo utilizada por alguns pesquisadores [10][11][12][13][14] é a aplicação das técnicas de análise de experimentos DOE (Design of Experiments). Para Rowlands e Antony [15], o DOE é uma poderosa ferramenta utilizada na investigação dos efeitos causados pelos parâmetros de processo, os quais afetam significativamente as respostas de processos/produtos.…”