Design and implementation of Gas Metal Arc Welding Machine

Abstract

The GMAW-S process occurs from sequences of arcing and short-circuit welding periods. For modeling purposes, many researchers believe that the metal transfer occurs only in the period of short circuit (consideration to be taken into account in the present work), in which the link between the electrode and the welding pool is generated through a liquid metal bridge. From this exact moment, it can be observed changes in the metal bridge geometry due to electromagnetic (pinch effect), gravitational, and surface tension forces. This paper is aimed to model the dynamic geometry of metal bridge during the short circuit period, considering the fusion and feed rate electrode wire balance. This model was represented by state equations building from applying Kirchof’s, Lorentz, Young–Laplace law, Bernoulli’s principle, the equation of fluid continuity, and concepts of analytic geometry. The model implementation was developed in Simulink could be used to study the metal transfer control, as well as, the appropriate welding parameters selection, aiming to achieve a higher level of welding quality. Le processus GMAW-S se produit à partir de séquences de périodes d’arc et de soudage en court-circuit. À des fins de modélisation, de nombreux chercheurs pensent que le transfert de métal se produit uniquement pendant la période de court-circuit (considération à prendre en compte dans le présent travail), au cours de laquelle la liaison entre l'électrode et le bain de soudure est générée par un pont métallique liquide. . À partir de ce moment précis, on peut observer des changements dans la géométrie du pont métallique dus aux forces électromagnétiques (effet de pincement), gravitationnelles et de tension superficielle. Cet article vise à modéliser la géométrie dynamique du pont métallique pendant la période de court-circuit, en considérant l'équilibre des fils d'électrodes de fusion et de vitesse d'alimentation. Ce modèle était représenté par des équations d’état basées sur l’application de la loi de Kirchof, de Lorentz, de Young-Laplace, du principe de Bernoulli, de l’équation de continuité des fluides et des concepts de géométrie analytique. L'implémentation du modèle a été développée dans Simulink et pourrait être utilisée pour étudier le contrôle du transfert de métal, ainsi que la sélection des Abstract paramètres de soudage appropriés, dans le but d'atteindre un niveau plus élevé de qualité de soudage.