Assessment of the Use of Negative Polarity in Double-Wire MIG/MAG-Welding Filling Passes

Abstract

Abstract:The aim of this work was to evaluate the use of negative polarity in the trail wire in double-wire MIG/MAG-welding filling passes. A comparative study of the conventional technique (two wires working with pulsed DCEP) and the proposed combinations of pulsed DCEP in the lead wire with pulsed DCEN in the trail wire and pulsed DCEP in the lead wire with controlled short-circuit CSC(-) in the trail wire was carried out. The mean current in each wire and the ratio of travel speed to wire feed rate (for the same bead volume per unit weld length), as well as wire type and size, shielding gas composition and joint type (a butt joint in a flat position), were kept constant. Bead surface finish and geometry, deposition efficiency and maximum travel speed for each combination were evaluated. In conclusion, the use of negative polarity in the trail wire increased the deposition rate (higher travel speeds for the same bead) compared with the use of pulsed DCEP in both wires but at the cost of reduced operational robustness, as the conventional technique allowed a sound bead to be produced over a wider range of travel speeds. In addition, beads welded using negative polarity had smaller fusion zones and narrower heat-affected zones but higher convexities. Key-words: Avaliação do Uso de Polaridade Negativa em Soldagens de Passes de Enchimento pela Técnica MIG/MAG Duplo ArameResumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso da polaridade negativa no arame-seguidor no processo MIG/MAG Duplo Arame em soldagens de passes de enchimento na posição plana. Foi feito um estudo comparativo entre a técnica convencional (com os dois arames trabalhando em Pulsado CC(+)) e as propostas combinações Pulsado CC(+) no arame-líder e Pulsado CC(-) no arame-seguidor e Pulsado CC(+) no arame-líder e Curto-Circuito Controlado CCC(-) no arame-seguidor. As correntes médias em ambos os arames e a relação entre velocidade de soldagem e velocidade de alimentação (mesmo volume de cordão por unidade de comprimento de solda), além do material e diâmetro dos arames, da composição do gás de proteção e da preparação do chanfro (junta de topo na posição plana) foram mantidas constantes. Avaliou-se o acabamento superficial e geometria do cordão, a eficiência de deposição e a velocidade limite de cada combinação. Conclui-se que, em referência à técnica com dois arames trabalhando no pulsado CC(+), a capacidade de produção do processo (maior velocidade de soldagem para um mesmo cordão) aumenta com o uso de polaridade negativa no arame seguidor, mas ao custo da redução da robustez operacional (o modo convencional permite se manter um cordão em uma faixa maior de velocidades de soldagem). Em relação à geometria do cordão de solda, com polaridade negativa observou-se uma menor área fundida e menor zona afetada pelo calor, com maior convexidade.Palavras-chave: MIG/MAG Duplo Arame; Polaridade Negativa; Passe de Enchimento.