PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UM PROTÓTIPO DIDÁTICO E INTERATIVO PARA O ESTUDO DA FÍSICA DO ARCO ELÉTRICO BASEADO EM UM ALTO-FALANTE A ARCO DE PLASMA-DINÂMICO (

Lucas Alves do Nascimento¹; Louriel Oliveira Vilarinho¹; Américo Scotti¹; Fernando Sousa dos Santos¹

¹ Universidade Federal de Uberlândia

doi:10.20906/CPS/CON-2016-0042

Resumo

Ligada à evolução dos processos de fabricação, a área da soldagem possui uma contribuição direta para o desenvolvimento científico, tecnológico e de inovação do país. Contrariando este fato, há uma escassez cada vez maior de pessoas dispostas a atuar no aprimoramento das formas de promover a união permanente de materiais, justificável pela hostilidade do ambiente de trabalho. No sentido de tornar o aprendizado mais interessante e aproximar os alunos e futuros interessados no ramo, foi construído um dispositivo denominado de "TIGarela", para ensinar os fundamentos do arco elétrico de forma didática, interativa e sem a utilização de máscaras de proteção, facilitando a observação do fenômeno. O dispositivo é uma evolução do "arco cantante" de William Duddell de 1990, um alto-falante a arco de plasma-dinâmico que cria um som através da variação de pressão de ar causada por uma descarga elétrica (descarga de corona). O equipamento permite visualizar importantes conceitos utilizados na soldagem, entre eles, a simulação da emissão de elétrons pelo efeito termiônico (evidenciada no processo de soldagem Tungsten Inert Gas - TIG ) , a emissão de elétrons pelo efeito de campo (presente no processo de soldagem MIG/MAG, entre outros) causado pela inversão de polaridades entre o eletrodo de tungstênio (+) e o metal base (-), propriedades físico-químicas do arco elétrico, além das propriedades acústicas do arco elétrico em altas frequências. A visualização desprotegida é possível pelo uso de baixíssimas correntes, as custas de altas tensões. Neste trabalho é descrito, além dos fundamentos, o projeto eletromecânico do equipamento proposto. O circuito eletrônico é composto de 2 partes: circuito de controle e circuito de força. Já o projeto mecânico para suportar os equipamentos foi desenvolvido com o auxílio do software Solidworks® e fabricado posteriormente. Durante o funcionamento do equipamento foi observado que devido à sua incapacidade de se mover grandes volumes de ar, o mesmo se limita a reproduzir apenas frequências muit

Palavras-chave: Física do arco elétrico; Alto falante; Soldagem TIG; Ensino