Processos de Fabricação I - Soldagem

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SOLDAGEMSOLDAGEM
Soldagem
Marco Antonio Suñer Arrabal 
Mario Sergio Della Roverys Coseglio
Marco Antonio Suñer Arrabal 
Mario Sergio Della Roverys Coseglio
GRUPO SER EDUCACIONAL
gente criando o futuro
Soldagem é arte, tecnologia e ciência. Requer a manipulação hábil dos equipamentos 
de solda, bem como um conhecimento profundo dos processos e das características 
do material que está sendo usado. A disciplina de Soldagem serve como uma introdu-
ção ao currículo de Engenharia Mecânica e tem como objetivo preparar os alunos para 
as demais disciplinas, mais voltadas para os processos, a metalurgia e os projetos, 
que são obrigatórias e fazem parte da grade do curso.
Neste curso, os fundamentos e conceitos básicos da soldagem são enfatizados, en-
quanto muitos dos detalhes são intencionalmente omitidos. Portanto, embora não 
se destine a servir como um manual, recomenda-se sua leitura para mais informações 
e maiores detalhes. Embora seja destinado a estudantes de engenharia, este curso 
também deve servir como um guia útil para outros engenheiros, técnicos e especia-
listas que trabalham no campo da soldagem e que buscam compreender os conceitos 
fundamentais a esta prática. 
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Marco Antonio Suñer Arrabal 
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Dados que retratam onde e quando aconteceu determinado fato;
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CURIOSIDADE
Informação que revela algo desconhecido e interessante sobre o assunto 
tratado.
DICA
Um detalhe específico da informação, um breve conselho, um alerta, uma 
informação privilegiada sobre o conteúdo trabalhado.
EXEMPLIFICANDO
Informação que retrata de forma objetiva determinado assunto.
EXPLICANDO
Explicação, elucidação sobre uma palavra ou expressão específica da 
área de conhecimento trabalhada.
Unidade 1 - Soldagem a arco elétrico 
Objetivos da unidade ........................................................................................................... 12
Soldagem a arco elétrico ................................................................................................... 13
Fundamentos da soldagem ............................................................................................ 15
O arco elétrico aplicado à soldagem ............................................................................... 18
Coluna de plasma ............................................................................................................ 19
Abertura e manutenção ................................................................................................ 21
Jato de plasma ................................................................................................................. 25
Característica estática do arco elétrico .......................................................................... 31
Fonte de energia .............................................................................................................. 32
Tipos de controle ............................................................................................................. 37
Transferência metálica ....................................................................................................... 40
Tipos de transferência metálica .................................................................................. 41
Estabilidade nos processos de soldagem ................................................................... 42
Sintetizando ........................................................................................................................... 44
Referências bibliográficas ................................................................................................. 45
Sumário
Sumário
Unidade 2 – Fontes de energia para soldagem
Objetivos da unidade ........................................................................................................... 48
Fontes de energia para soldagem ..................................................................................... 49
Fontes elétricas .................................................................................................................... 49
Fontes para soldagem a arco ........................................................................................ 49
Fontes para soldagem por resistência ........................................................................ 59
Fontes para soldagem por eletroescória .................................................................... 62
Fontes químicas .................................................................................................................... 63
Soldagem a gás oxicombustível ................................................................................... 63
Soldagem aluminotérmica ............................................................................................. 65
Fontes de energia focada.................................................................................................... 67
Soldagem a laser ............................................................................................................. 67
Soldagem com feixe de elétrons .................................................................................. 67
Fontes mecânicas e fontes no estado sólido .................................................................. 69
Soldagem por fricção ..................................................................................................... 69
Soldagem por ultrassom ................................................................................................ 71
Soldagem por explosão .................................................................................................. 71
Soldagem por difusão ..................................................................................................... 73
Sintetizando ........................................................................................................................... 77
Referências bibliográficas ................................................................................................. 78
Sumário
Unidade 3 – Tensões residuais, distorções e automação da soldagem
Objetivos da unidade ........................................................................................................... 80
Tensões residuais e distorções em soldagem ................................................................ 81
Desenvolvimento de tensões residuais em soldas .................................................... 82
Consequências das tensões residuais ........................................................................ 86
Distorções .........................................................................................................................89
Controle das tensões residuais e distorção ............................................................... 90
Exercícios ......................................................................................................................... 92
Automação da soldagem..................................................................................................... 93
Fundamentos .................................................................................................................... 93
Equipamentos ................................................................................................................... 96
Programação de robôs para soldagem ..................................................................... 102
Aplicações industriais .................................................................................................. 103
Exercícios ....................................................................................................................... 103
Sintetizando ......................................................................................................................... 105
Referências bibliográficas ............................................................................................... 106
Sumário
Unidade 4 – Normas, qualificação e custos em soldagem a arco
Objetivos da unidade ......................................................................................................... 108
Normas e qualificação em soldagem ............................................................................. 109
Normas em soldagem ................................................................................................... 111
Qualificação e certificação ......................................................................................... 111
Qualidade da solda e inspeção ................................................................................... 116
Custos em soldagem a arco.............................................................................................. 124
Custos de mão de obra ................................................................................................. 125
Custos de consumíveis ................................................................................................. 127
Custos de energia ......................................................................................................... 130
Custos de depreciação ................................................................................................. 131
Custos de manutenção ................................................................................................. 131
Exemplo ........................................................................................................................... 131
Sintetizando ......................................................................................................................... 136
Referências bibliográficas ............................................................................................... 137
Soldagem é arte, tecnologia e ciência. Requer a manipulação hábil dos equi-
pamentos de solda, bem como um conhecimento profundo dos processos e 
das características do material que está sendo usado. A disciplina de Soldagem 
serve como uma introdução ao currículo de Engenharia Mecânica e tem como 
objetivo preparar os alunos para as demais disciplinas, mais voltadas para os 
processos, a metalurgia e os projetos, que são obrigatórias e fazem parte da 
grade do curso.
Neste curso, os fundamentos e conceitos básicos da soldagem são enfatiza-
dos, enquanto muitos dos detalhes são intencionalmente omitidos. Portanto, 
embora não se destine a servir como um manual, recomenda-se sua leitura 
para mais informações e maiores detalhes. Embora seja destinado a estudan-
tes de engenharia, este curso também deve servir como um guia útil para ou-
tros engenheiros, técnicos e especialistas que trabalham no campo da solda-
gem e que buscam compreender os conceitos fundamentais a esta prática. 
SOLDAGEM 9
Apresentação
Dedico este livro inicialmente a Deus, pois sem Ele não seria possível seguir 
com paz e serenidade esta jornada. Também dedico à minha querida, 
amada e dedicada esposa Silvana, pelo incentivo, paciência e amor de 
todas as horas.
O professor Marco Antonio Suñer 
Arrabal é engenheiro mecânico pela 
Faculdade de Engenharia Industrial - 
FEI (1990) e técnólogo em Gestão da 
Qualidade pelo Instituto Paulista de 
Ensino e Pesquisa (2008). Atualmente, 
é membro da SAE BRASIL (Sociedade 
dos Engenheiros da Mobilidade) e da 
ABNT (Associação Brasileira de nor-
mas técnicas), atuando na elaboração 
de normas técnicas da área de máqui-
nas rodoviárias através do CB-48 da 
ABIMAQ (Associação Brasileira da In-
dústria de Máquinas e Equipamentos).
SOLDAGEM 10
O autor
Dedico este livro a você, aluno. Que através dele eu possa despertar sua 
curiosidade e incentivar a busca contínua pelo conhecimento técnico e 
desenvolvimento pessoal e profi ssional.
O Professor Mario Sergio Della Ro-
verys Coseglio é Doutor em Enge-
nharia de Materiais e Metalúrgica pela 
Universidade de Birmingham (Reino 
Unido), possui mestrado em Engenha-
ria Mecânica e de Materiais pela Univer-
sidade Tecnológica Federal do Paraná 
(UTFPR) e é graduado em Engenharia 
Mecânica pela UTFPR. Possui mais de 
10 anos de experiência nas áreas de 
projetos de estruturas, engenharia in-
dustrial e engenharia de manufatura 
de componentes plásticos e metálicos. 
Currículo Lattes:
http://lattes.cnpq.br/0954724731562843
O autor
SOLDAGEM 11
SOLDAGEM A ARCO 
ELÉTRICO 
1
UNIDADE
Objetivos da unidade
Tópicos de estudo
 Conhecer a história da soldagem a arco elétrico e da soldagem em geral;
 Fundamentar os princípios físicos da soldagem a arco elétrico; 
 Apresentar as fontes de energia utilizadas na soldagem a arco elétrico;
 Demonstrar as forças que governam a transferência metálica;
 Conhecer a capacidade de estabilidade do processo de soldagem.
 Soldagem a arco elétrico
 Fundamentos da soldagem
 O arco elétrico aplicado à 
soldagem
 Coluna de plasma
 Abertura e manutenção 
 Jato de plasma
 Característica estática do arco 
elétrico
 Fonte de energia
 Tipos de controle
 Transferência metálica
 Tipos de transferência metálica
 Estabilidade nos processos de 
soldagem
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SOLDAGEM 13
Soldagem a arco elétrico
 A evidência mais antiga de soldagem pode ser encontrada durante a Ida-
de do Bronze (de 3000 a.C. a 1200 a.C.), quando pequenas caixas de ouro 
eram fabricadas por soldagem sob pressão. Os egípcios e outras civilizações 
antigas da região do Mediterrâneo usavam a soldagem para confeccionar es-
padas, machados, escudos e outras armas de ferro, durante a Idade do Ferro 
(de 500 a.C. a 332 a.C.).
A soldagem deu um salto durante a Idade Média (de 476 d.C. a 1453), quan-
do os ferreiros a utilizavam para produzir tudo, desde ferramentas agrícolas 
até armas. Os ferreiros criavam ferramentas e armas em ferro, aquecendo 
o metal e martelando-o no formato desejado. A Idade Média trouxe a sol-
dagem forjada e o desenvolvimento da arte da ferraria. Para criar a união 
entre os metais, os ferreiros utilizavam a técnica de martelar repetidamente 
o metal quente. 
A indústria surgiu e continuou a crescer durante os séculos vindouros, mas 
foi no século XIX (de 1801 a 1900) que a soldagem foi desenvolvida como a 
conhecemos atualmente. Foi neste século que a soldagem a arco elétrico foi 
inventada. Várias formas de soldagem a arco foram desenvolvidas no início 
do século XIX. O químico inglês Sir Humphry Davy (1778 – 1829) foi o primeiro 
a utilizar eletrodos para produzir um arco elétrico, no ano de 1801. O químico 
inglês Edmund Davy (1785 – 1857), seu primo, melhorou essa descoberta em 
1836, quando descobriu o acetileno, um gás utilizado até hoje na soldagem 
para criar uma chama aberta.
ASSISTATodos os processos de soldagem, inclusive a soldagem a 
arco elétrico, possuem riscos químicos e físicos prejudiciais 
à saúde. Neste vídeo da FUNDACENTRO, podemos conhecer 
estes riscos e as melhores maneiras de evitá-los. 
A invenção do gerador elétrico, em 1831, pelo físico e químico inglês 
Michael Faraday (1791 – 1867), facilitou ainda mais o desenvolvimento da 
soldagem a arco elétrico. O inventor russo Nikolay Nikolayevich Benardos 
(1842 – 1905) e o engenheiro polonês Stanislaus Olszewski (1852 – 1898) 
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SOLDAGEM 14
inventaram, em 1881 (e garantiram patentes em 1885, na Inglaterra, e em 
1887 nos Estados Unidos), uma máquina de solda a arco elétrico com eletro-
do de carbono.
A soldagem a arco elétrico passou por mais melhorias quando, em 1890, 
o inventor estadunidense Charles L. Coffin (1865 – 1901) desenvolveu um 
eletrodo de metal para substituir o eletrodo de carbono. Dez anos depois, 
foram introduzidos eletrodos revestidos com uma camada argilosa (cal), 
para produzir um arco mais estável. 
Em 1904, o inventor inglês Arthur Percy Strohmenger (1876 – 1943) e o 
empresário sueco Oscar Kjellberg (1870 – 1931), fundador da empresa ESAB, 
lançaram na Inglaterra o primeiro eletrodo de metal revestido do mundo, 
que fornecia um arco elétrico mais estável ainda. Em 1905, o físico bielor-
russo Vladimir Mitkevich (1872 – 1951) propôs a utilização do arco elétrico 
trifásico para soldagem. 
Os avanços continuaram, e a soldagem por corrente alternada (CA) 
foi inventada em 1919, pelo inventor estadunidense Claude Joseph Holslag 
(1885 – 1945), mas não se tornou popular até a década de 1930, quando o 
eletrodo de revestimento pesado foi difundido. 
O advento da Primeira Guerra Mundial causou um grande aumento no 
uso dos processos de soldagem, com as várias potências militares tentando 
determinar qual dos vários novos processos seria o melhor. Em 1920, os 
ingleses usavam principalmente a soldagem a arco elétrico e até realizaram 
a construção do primeiro navio do mundo com o casco totalmente soldado, 
o Fullagar. A soldagem a arco elétrico também foi aplicada pela primeira vez 
em aeronaves durante a guerra, quando algumas fuselagens de aviões ale-
mãs foram construídas utilizando esse processo.
Ainda na década de 1920, mais precisamente em 1927, a primeira ponte 
rodoviária soldada do mundo, a Maurzyce Bridge foi projetada pelo enge-
nheiro polonês Stefan Bryła (1886 – 1943), da Universidade de Tecnologia de 
Łwów, e construída em 1928, sobre o rio Słudwia, perto de Łowicz, na Polô-
nia. O inventor holandês Paul Christiaan Van Der Willigen, em 1945, adicio-
nou grandes quantidades de pó de ferro aos eletrodos do tipo celulósico ou 
rutílico, para melhorar seu desempenho. Dessa forma, nasceu o eletrodo 
de alto rendimento.
SOLDAGEM 15
EXPLICANDO
Existem três tipos de revestimentos para eletrodos: os do tipo básico, 
que possuem calcita ou cálcio em sua composição; os do tipo celu-
lósico, que possuem mais de 12% de matéria orgânica combustível 
(celulose) em sua composição; e os eletrodos do tipo rutílico, que 
possuem alto teor de óxido de rutílio (titânio) em sua composição. 
Atualmente, a soldagem a arco elétrico com eletrodos de vareta é 
indispensável, especialmente na fabricação de equipamentos, na cons-
trução de estruturas metálicas e tubulações. A soldagem 
é relativamente tolerante a falhas de material e possui 
grande vantagem: pode ser utilizada em todas as condi-
ções climáticas, mesmo debaixo d’água.
Fundamentos da soldagem
Atualmente, com o advento da Indústria 4.0 (o uso de tecnologias para co-
nectar o mundo físico ao digital), a soldagem a arco elétrico passou a ser indis-
pensável a um grande número de indústrias. É um processo de custo reduzido, 
de fácil e rápida utilização, que oferece resultados perfeitos e é aplicável a pra-
ticamente todos os metais. O processo de soldagem a arco elétrico consiste na 
aplicação de calor intenso, derretendo o metal na união entre as duas peças e 
causando a fusão (diretamente ou, mais comumente, com um metal interme-
diário de adição fundido).
Após o resfriamento e a solidifi cação, a união metalúrgica é realizada. 
Como esta união é uma mistura de metais, a soldagem fi nal tem potencialmen-
te as mesmas propriedades de resistência que o metal de 
base das peças que a originou. Isso contrasta nitidamen-
te com os processos de união sem fusão (ou seja, soldas 
frias, brasagem etc.), em que as propriedades mecâ-
nicas e físicas dos materiais de base não podem ser 
duplicadas na junção.
Na soldagem a arco elétrico, o calor intenso ne-
cessário para derreter o metal é produzido por um 
arco formado entre a peça e o eletrodo (vareta ou fi o), 
SOLDAGEM 16
que é manual ou mecanicamente guiado ao longo da junta soldada. O eletrodo 
pode ser uma haste, com o propósito de simplesmente transportar a corrente 
entre a ponta e o trabalho, ou pode ser uma vareta ou arame especialmente 
preparado para não apenas conduzir a corrente, mas também derreter e forne-
cer metal de adição à junção (Figura 1). A maioria das soldagens na fabricação 
de produtos de aço utilizam o segundo tipo de eletrodo (arame).
Figura 1. Componentes da soldagem a arco elétrico. Fonte: FORTES; VAZ, 2005, p. 5.
Figura 2. Circuito básico da soldagem a arco elétrico. Fonte: FORTES; VAZ, 2005, p. 30.
Revestimento
Vareta (alma)
Atmosfera protetora
Poça de fusão
Metal de solda
Metal de base 
Escória solidificada
O circuito básico da soldagem a arco elétrico (Figura 2) pode ser realizado com 
a eletricidade em corrente contínua (CC), a mais utilizada, com o eletrodo positivo 
ou negativo, ou com corrente alternada (CA). A escolha da corrente e da polarida-
de depende do processo, do tipo de eletrodo, da atmosfera do arco e do metal a 
ser soldado. Assim, uma fonte de energia CA ou CC, equipada com os controles 
necessários, é conectada por um cabo terra à peça e por um cabo do eletrodo ao 
porta-eletrodo, que faz o contato elétrico com o eletrodo de soldagem.
Peça
Fonte
CA ou CC
Cabo do eletrodo
Eletrodo
Arco
Porta eletrodos
Cabo terra
Metal de solda
SOLDAGEM 17
O arco elétrico é criado através do espaço entre ambos, em que o circuito ener-
gizado e a ponta do eletrodo tocam a peça e são afastados, ainda que mantendo 
contato próximo. O arco elétrico produz uma temperatura de cerca de 3533 ºC 
(6500 °F) na ponta do eletrodo. Esse calor derrete o metal de base e o eletrodo, 
produzindo uma poça de metal fundido por vezes chamada de cratera. A cratera 
se solidifica atrás do eletrodo à medida que é movimentada ao longo da junção 
soldada. O resultado é uma fusão com o metal de base.
Soldar metais requer mais do que a ação de movimentar um eletrodo ao longo 
de uma peça. Os metais em altas temperaturas tendem a reagir quimicamente 
com elementos ambientais, tais como o oxigênio e o nitrogênio. Quando o metal 
na poça de fusão entra em contato com o ar do ambiente, formam-se óxidos e 
nitratos que destroem a resistência e a tenacidade da união soldada. Portanto, 
muitos processos de soldagem a arco elétrico fornecem alguns meios de cobrir o 
arco e a poça de fusão com uma proteção de gás, vapor ou escória. 
Essa proteção é chamada de atmosfera protetora, e evita ou minimiza o 
contato do metal fundido com o ar. A proteção também 
pode melhorar a solda, como é o caso do fluxo granu-
lar, que efetivamente adiciona desoxidantes à solda. A 
Figura 3 mostra a proteção do arco de soldagem e da 
poça de fusão com um eletrodo de vareta revesti-
do. O revestimento extrudado na vareta do metal 
de enchimento (eletrodo) fornece uma atmosfera 
protetora no ponto de contato, enquanto a escória 
protege a solda do ar.
Figura 3. Atmosfera protetora do arco elétrico.
Atmosfera protetora
Metal de solda
Metal de base
OBJETOS DE 
APRENDIZAGEM
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SOLDAGEM 18
O arco elétrico aplicado à soldagem
O arco elétrico em si é um fenômeno muito complexo. O entendimentopro-
fundo da física do arco é de pouco valor para o soldador, mas o conhecimento das 
características gerais pode ser muito útil para o engenheiro. Arco elétrico é um tipo 
de descarga elétrica que ocorre entre eletrodos quando uma tensão sufi ciente é 
aplicada através de um espaço, fazendo com que o gás se decomponha ou ionize.
Normalmente, o gás é um isolante, mas, uma vez ionizado, torna-se condutor 
de eletricidade. A ionização ocorre quando os átomos do gás perdem elétrons liga-
dos, que então fi cam livres para se deslocar independentemente no gás, para pro-
duzir uma corrente elétrica. Esses elétrons livres captam energia do campo elétrico 
produzido pela tensão aplicada e colidem com outros átomos de gás. Isso permite 
que o processo de ionização aumente, resultando no chamado efeito avalanche. 
Uma vez que o gás é altamente ionizado, torna-se relativamente fácil para os 
elétrons fl uírem, e, sob certas condições, um arco elétrico estável pode ser forma-
do. O gás ionizado é formado por elétrons livres que fl uem em uma direção e íons 
positivos que fl uem em outra direção. As colisões com átomos, principalmente os 
neutros, produzem um enorme aquecimento resistivo no gás, de modo que, em 
certo sentido, o arco elétrico se torna um grande resistor.
O calor extremo também mantém o processo de ionização. A radiação eletro-
magnética é emitida devido às altas temperaturas, resultando no brilho caracte-
rístico do arco elétrico. Além dos comprimentos de ondas visíveis, são emitidas 
grandes quantidades de comprimentos de ondas invisíveis, no infravermelho e 
no ultravioleta. O gás brilhante ionizado que compõe o arco elétrico é frequen-
temente chamado de plasma. Para que o arco elétrico seja mantido, a fonte de 
alimentação deve fornecer alta corrente e baixa tensão, exigidas pelo arco elétrico.
A utilidade do arco elétrico na soldagem é produzir calor extremo, sob condi-
ções estáveis, capaz de fundir a maioria dos metais e formar a poça de fusão. As 
temperaturas do arco elétrico variam de 4727 °C a 29727 °C (5000 K a 30000 K). 
A temperatura de um arco elétrico é maior no centro, pois as partes externas do 
arco perdem calor para o ambiente, devido à convecção, condução e radiação. A 
principal contribuição do calor para os eletrodos de soldagem não se deve às tem-
peraturas extremamente altas do arco, mas sim aos intensos processos dissipati-
vos de energia nos pontos de contato do arco elétrico com os eletrodos.
SOLDAGEM 19
Nos processos que utilizam eletrodos consumíveis, o arco elétrico contém 
partículas fundidas de metal de adição, que derretem do eletrodo e percorrem 
o arco até a poça de fusão. Como será discutido mais adiante, o tamanho, for-
ma e maneira com que as partículas de metal fundido percorrem o arco elétrico 
são conhecidos como modos de transferência do metal. Isso é de particular 
interesse no processo GMAW (Gas Metal Arc Welding), mais conhecido como sol-
dagem MIG/MAG (Metal Inert Gas e Metal Active Gas, respectivamente), e não é 
considerado importante nos outros processos de soldagem a arco elétrico.
A transferência de metal de adição através do arco elétrico resulta inevitavel-
mente na ejeção de algumas partículas fundidas do arco ou da poça de fusão, 
que podem aderir à peça. À esta situação damos o nome de respingo, e é uma 
preocupação frequente em relação à qualidade. Os processos GTAW (Gas Shiel-
ded Tungsten Arc Welding, também conhecido como soldagem TIG ou Tungsten 
Inert Gas) e PAW (Plasma Arc Welding, conhecido como soldagem a plasma), que 
envolvem a entrega de metal de adição diretamente à poça de fusão (não através 
do arco elétrico), não são suscetíveis a respingos.
O arco elétrico possui alta efi ciência na transformação da energia elétrica 
em térmica, por isso ele é amplamente utilizado na soldagem. Com base nessa 
efi ciência, afi rmamos que o calor gerado no arco elétrico pode ser estimado, a 
partir de seus parâmetros elétricos, pela seguinte equação:
Q = V · I · t (1)
Em que: Q = energia térmica gerada, em Joule (J); V = queda de tensão no arco, 
em Volt (V); I = corrente elétrica no arco, em Ampère (A); t = tempo de operação, 
em segundos (s).
O arco elétrico gera calor e também radiação eletromagnética de alta inten-
sidade, nas faixas do infravermelho, luz visível e ultravioleta, necessitando, por-
tanto, de proteção visual com fi ltros apropriados para seu manuseio.
Coluna de plasma
As tensões do arco elétrico estão relacionadas principalmente aos seus 
comprimentos. Os comprimentos de arco mais longos produzem tensões mais 
altas, e arcos mais curtos produzem tensões mais baixas. Como mostrado na 
Figura 4, que ilustra a maneira como a tensão (potencial) varia através do arco, 
SOLDAGEM 20
uma quantidade significativa da distribuição de tensão ou queda através do 
arco está próxima ao ânodo e ao cátodo. Essas regiões são conhecidas como 
“espaço da queda anódica”, no eletrodo positivo (no caso da figura, a peça de 
trabalho ou ânodo), e “espaço da queda catódica”, no eletrodo negativo (no 
caso da figura, o eletrodo de solda ou cátodo).
Figura 4. Distribuição esquemática de potencial em um arco e suas regiões. Fonte: JENNEY; O’BRIEN, 2001, p. 70.
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A alteração primária na tensão do arco, em função do seu comprimento, é 
conhecida por estar associada à região entre as quedas anódicas e catódicas, 
chamada de coluna de plasma. As quedas anódicas e catódicas são conheci-
das por serem afetadas de maneira pouco significativa pelo comprimento do 
arco. Como resultado, mesmo em comprimentos de arco extremamente curtos, 
exibirão tensões muito maiores do que zero. Isso fornece 
evidências de que a maior parte da tensão do arco elétrico 
existe nas duas quedas de tensão nos eletrodos. Para um 
comprimento típico do arco elétrico, essas tensões podem 
representar de 80% a 90% da tensão total do arco. 
Como a geração de calor e a dissipação de ener-
gia são funções de tensão e corrente, e o nível de 
corrente é uniforme através do arco, a quantidade 
da dissipação de energia deve, portanto, ser maior nas 
regiões de queda do eletrodo e não na coluna de plasma. 
SOLDAGEM 21
Essas regiões de queda anódica e catódica são extremamente estreitas e, por-
tanto, seu efeito não é revelado nos diagramas térmicos dos arcos. No entanto, 
desempenham um papel crítico na fusão no ânodo e no cátodo, razão pela qual 
a temperatura do arco sozinha não é a chave para explicar o arco como uma 
fonte de calor efi caz para a soldagem.
O arco elétrico é uma impedância ao fl uxo de corrente, assim como a todos 
os condutores normais de eletricidade. A impedância específi ca é inversamente 
proporcional à densidade dos portadores de carga e sua mobilidade, com a im-
pedância total dependendo da distribuição radial e axial da densidade da por-
tadora. A impedância da coluna de plasma é uma função da temperatura, mas 
geralmente não depende dela nas regiões do arco próximas aos seus terminais. 
A energia elétrica dissipada em cada um dos três espaços, ou regiões do 
arco, é o produto do fl uxo de corrente e do potencial em toda a região. A cor-
rente e o potencial em cada região (que são referidas como “espaço da queda 
catódica”, “espaço da queda da coluna de plasma” e “espaço da queda anódica”) 
resultam na dissipação de energia no arco de acordo com a seguinte equação:
P = I(Vc + Vp + Va) (2)
Em que: P = potência total dissipada no arco, em Watt (W); I = corrente elé-
trica, em Ampère (A); Vc = tensão do cátodo, em Volt (V); Vp = tensão do plasma, 
em Volt (V); Va = tensão do ânodo, em Volt (V).
Abertura e manutenção
Não é possível criar um arco elétrico entre o eletrodo e a peça de trabalho apenas 
conectando-os em umcircuito de soldagem. Isso ocorre porque a corrente necessita 
de uma passagem ionizada para fl uir através da folga (espaço entre o eletrodo e a 
peça). Assim, o arco elétrico de soldagem precisa ser aberto. Existem dois métodos co-
mumente utilizados para abrir o arco elétrico nos processos de soldagem, sendo eles: 
• O método de abertura por toque, que é utilizado em todos os processos co-
muns de soldagem; 
• O método de abertura por campo elétrico, que tem predileção em opera-
ções de soldagem automática e nos processos em que o eletrodo tem a tendência 
de formar inclusão no metal de solda, como na soldagem TIG (GTAW), ou quando o 
eletrodo (fi o) permanece dentro da tocha ou porta-eletrodo.
SOLDAGEM 22
No primeiro método, o eletrodo é colocado em contato com a peça e, em 
seguida, é separado para criar um espaço muito pequeno. Tocar o eletrodo na 
peça causará um curto-circuito, resultando em forte fluxo de corrente que, 
por sua vez, leva ao aquecimento, a fusão parcial e até a uma leve evaporação 
do metal na ponta do eletrodo. Há dois métodos de abertura por toque utili-
zados atualmente: a abertura linear e a lateral. Todos esses eventos, durante 
a abertura do arco elétrico, acontecem em um curto intervalo de tempo, ge-
ralmente em poucos segundos.
O aquecimento do eletrodo produz alguns elétrons livres devido à ioniza-
ção térmica. Além disso, a dissociação de vapores metálicos (devido ao menor 
potencial de ionização dos vapores metálicos dos gases atmosféricos) tam-
bém produz partículas carregadas (elétrons e íons carregados positivamen-
te). Ao puxar o eletrodo para fora da peça, o fluxo de corrente é iniciado atra-
vés dessas partículas carregadas e, por um momento, o arco é desenvolvido. 
Para utilizar o calor do arco elétrico para fins de soldagem, é necessário que, 
após a abertura do arco, ele seja mantido e estabilizado. 
Já no segundo método, um campo elétrico de alta intensidade (107 V) é 
aplicado entre o eletrodo e a peça, para que os elétrons sejam liberados 
pela emissão do campo eletromagnético do cátodo (Figura 5). O desenvol-
vimento de um campo elétrico de alta intensidade leva à ejeção dos elétrons 
nos pontos catódicos. 
Figura 5. Abertura do arco elétrico pelo método de abertura por campo elétrico.
Peça
Fonte de
energia
Elétrons 
emitidos Alta DDP
Eletrodo
SOLDAGEM 23
Quando os elétrons livres estão disponíveis no espaço entre os arcos elétricos, 
a diferença de potencial (ou DDP, a diferença na quantidade de energia que os 
portadores de carga têm entre dois pontos de um circuito elétrico) normal entre 
o eletrodo e a peça garante o fluxo de partículas carregadas para manter um arco 
elétrico de soldagem estável. Esse método é comumente utilizado nos processos 
de soldagem mecanizados, como no arco de plasma (PAW) e na soldagem TIG 
(GTAW), na qual o contato direto entre o eletrodo e a peça não é o preferido.
Uma vez estabelecido o arco elétrico estável, com equilíbrio térmico adequado, 
o próximo passo é mantê-lo, para que soldas de qualidade consistente possam 
ser realizadas. Normalmente, não é difícil manter um arco elétrico estável, se ele 
disparar momentaneamente. Enquanto milhares de Volts podem ser necessários 
para a abertura do arco elétrico na soldagem TIG (GTAW), pode ser necessário ape-
nas dezenas ou, no máximo, centenas de Volts para realizar a reabertura.
A manutenção do arco elétrico ao se soldar com uma fonte de energia de cor-
rente alternada (CA) é um problema, visto que o arco se extingue a cada meio ciclo 
quando a corrente é zero (0), ou seja, se extingue 100 vezes por segundo, com uma 
fonte de energia normal de 50 Hertz. Para a reabertura, a tensão necessária deve 
estar disponível no momento em que a corrente for zero (0). Isso é alcançado ao 
mantermos as ondas da corrente e da tensão fora de fase, utilizando uma fonte 
de energia com um baixo fator de potência operacional (da ordem de 0,3), sendo 
o fator de potência de um transformador de solda dado pela razão entre a tensão 
do arco e a tensão do circuito aberto (OCV), demonstrado pela seguinte equação:
Fator de potência =
Tensão do arco
Tensão do circuito aberto
ou seja,
∅ = (3)
Varc
Vocv 
Para essas condições, quase toda tensão do circuito aberto (Vocv) está dispo-
nível para reabrir o arco elétrico enquanto a corrente for zero (0). Essa condição 
é mostrada na Figura 6 (sendo Vg = tensão disponível para abertura do arco; ϕ 
= fator de potência; Vt = tensão do transformador sem carga; Va = tensão do 
arco; I = transiente da corrente) pelos transientes de energia e de tensão do 
arco elétrico (Varc).
SOLDAGEM 24
O fator de potência operacional (ϕ) de uma fonte de energia pode ser aprimo-
rado, mantendo a facilidade de reabertura, apenas utilizando os meios auxiliares 
de manutenção ou de reabertura do arco, como um oscilador de alta frequência 
de alta tensão, que pode ser usado para fornecer um pulso de alta tensão na 
instância apropriada. Se esse método for utilizado para manter o arco elétrico, 
o fator de potência da fonte de energia de corrente alternada (CA) poderá ser 
aumentado, reduzindo a tensão do circuito aberto (Vocv). 
Esses métodos são normalmente adotados para a soldagem TIG (GTAW), 
e usam uma fonte de energia de corrente alternada (CA). A situação pode ser 
melhorada ainda mais com o uso de um eletrodo de tungstênio toriado, com 
melhor propriedade de emissão de elétrons. Da mesma forma, na soldagem 
MMA (manual a arco elétrico ou, em inglês, Shielded Metal Arc Welding – SMAW), 
os revestimentos dos eletrodos com menor potencial de ionização ajudam na 
fácil reabertura do arco de soldagem.
Figura 6. Transientes do arco e da fonte de energia em soldagem CA. Fonte: HOULDCROFT, 1979, p. 20.
Vg Vt
Va
I
Φ
Tempo
EXPLICANDO
O eletrodo de tungstênio toriado contêm tório, um material radioativo 
de baixo nível, que emite principalmente partículas alfa (α), bem como 
alguma radiação beta (β) e gama (γ). O tório aumenta as qualidades 
de emissão de elétrons do eletrodo, o que melhora o início do arco e 
permite uma maior capacidade de transporte da corrente.
SOLDAGEM 25
Na soldagem a arco com corrente contínua (CC), a manutenção do arco é 
mais fácil e é realizada apenas no momento do curto-circuito entre o eletrodo 
e a peça, quando o arco elétrico é extinto. No entanto, esse problema é resol-
vido ao serem fornecidas características dinâmicas de Volt-Ampère adequa-
das à fonte de energia. Aqui, novamente, os eletrodos revestidos com baixo 
potencial de ionização ou com melhor emissividade podem ajudar na fácil 
abertura e manutenção do arco elétrico de soldagem.
Jato de plasma
As correntes elétricas que fl uem através dos condutores elétricos geram 
campos magnéticos que produzem forças, conhecidas como Forças de Lo-
rentz (FL), cuja magnitude por unidade de volume é dada, sendo FL = força de 
Lorentz (ou força magnética), em Coulomb (C); J⃗ = densidade da corrente, em 
Joule/m2 ( J/m2); e B⃗ = indução magnética, em Weber/m2 (Wb/m2), como mostra 
a equação:
FL = J⃗ · B⃗ (4)
Como podemos ver, FL , J⃗ e B⃗ são grandezas vetoriais perpendiculares ( ) 
entre si. Se o meio condutor for um fl uido como um eletrólito, um metal líquido 
ou um gás ionizado, essa força poderá causar gradientes de pressão e movi-
mentação no fl uido. No caso dos arcos elétricos, é o aquecimento ôhmico 
(medido em Joule) que mantém a alta temperatura necessária para fornecer 
uma ionização signifi cativa do gás (lembrando que o arco elétrico de soldagem 
é um meio condutor gasoso de energia elétrica). 
A solução completa desse problema envolve um 
tratamento acoplado do transporte da corrente 
elétrica com as equações de fl uido e energia, 
bem como as equações do estado da matéria 
para o fl uido. Mesmo assumindo o equilíbrio ter-
modinâmico, isso constitui um problema signifi cati-
vo. Assim, consideremos um tratamento simplifi cado 
que parte do pressuposto deuma dada distribuição, 
sugerida por experimentos e observação visual, e ex-
ploremos suas implicações:
SOLDAGEM 26
Inicialmente, tomemos como base um arco elétrico cilíndrico, ou seja, com 
seção transversal constante (Figura 7). Nesse caso, a densidade da corrente é 
estritamente axial, ou seja, J⃗ = Jzûz, em que o z subscrito se refere ao compo-
nente na direção z, e u é o vetor da unidade na direção z. O campo magnético 
resultante do fluxo de corrente está na direção azimutal, ou seja, B⃗ = Bθûθ, em 
que o subíndice θ se refere aos componentes nessa direção. 
Figura 7. Cilindro do arco.
r
z
dR
dz = 0( (
A força resultante se dá, então, na direção radial, e um estado hidrostático 
de equilíbrio é obtido, sendo a força equilibrada pelo gradiente de pressão. 
Sendo assim, para uma distribuição uniforme da densidade da corrente, a dis-
tribuição radial do campo magnético se dá por:
Bθ = (5)
μlr
πR2 2
Em que: R = raio do arco, em metro (m); μ = permeabilidade magnética, em 
Henry/m (H/m); l = corrente através do arco, em Ampère (A); r = coordenada 
radial, em metro (m).
Desse modo, a distribuição radial resultante da força de Lorentz é tra-
duzida como:
 J⃗ · B⃗ = -μ (0 < r < R) (6)
(I)2 rûr
πR2 2
E a condição de equilíbrio, sendo a pressão estática descrita como p e 
expressa em Pascal (Pa), requer que:
= ( J⃗ · B⃗ ) · ûr(0 < r < R) (7)
dp(r)
dr
SOLDAGEM 27
Integrando a pressão ambiente, descrita como p∞ e expressa em Pascal 
(Pa) na expressão da equação 7, podemos apontar a distribuição da pressão 
radial como:
p(r) - p∞= (0 < r < R) (8)
μI2 [1-(r)2]
4π2R2R
A força total (Fp), em pressão ambiente excessiva e exercida em um pla-
no normal ao fluxo de corrente, pode ser calculada a partir da distribuição de 
pressão como:
∫Fp
R = p(r) · 2πrdr = (9)
μI2
o8
Observe que, para o arco de raio constante, a força total depende apenas 
da corrente total, e não do raio do arco. Uma conclusão semelhante pode ser 
tirada para uma distribuição arbitrária da densidade da corrente, em vez da 
distribuição uniforme assumida para derivar as equações de 6 a 9. A força re-
sultante na direção z, em um volume de controle como o mostrado na Figura 7, 
é zero (0). Além disso, se a distribuição da corrente for constante em z e o raio 
for constante (ou seja, 
dR
z = 0), então:
∇ · ( J⃗ · B⃗ ) = 0 (10)
Assim, as forças que atuam no fluido são irrotacionais (ou seja, a vortici-
dade tem a magnitude zero (0) em todos os lugares) para essa geometria de 
arco específica, e a força de Lorentz resulta apenas em um pequeno aumento 
na pressão em direção ao centro do arco. Para um arco de 300 A e 5,0 mm de 
diâmetro, a pressão central aumenta em apenas 460 Pa, ou cerca de 0,46%, 
para um arco à pressão atmosférica. Esse aumento não resulta em mudan-
ças significativas nas propriedades do fluido e justifica a suposição de pressão 
constante para as propriedades termodinâmicas do fluido.
Se o arco se desvia da forma cilíndrica, mas mantém sua simetria radial, a 
força de Lorentz terá componentes radiais e axiais. Esse desvio na forma pode 
ser causado, por exemplo, pela constrição da corrente no cátodo e no ânodo. 
Para simplificar, é assumida uma densidade de corrente uniforme em cada se-
ção axial. Na ausência de efeitos de carga elétrica entre os espaços (isto é, 
longe dos eletrodos), a conservação da corrente requer, sendo Jθ = 
∂Jθ
∂θ
 = 0 para 
considerações de simetria:
(rJr) + (11)
∂Jz
∂z
∂
∂r
1
r
SOLDAGEM 28
A densidade da corrente radial pode estar relacionada à mudança axial no 
raio do arco (ou seja, dR
 z
), considerando a simetria com Jr = (r = 0) = 0, como:
Jr = r (12)
ldR
πR3dz
A força de Lorentz possui componentes nas direções r e z, sendo:
 
(13) J⃗ · B⃗ = ûzrûr +
μ(l)2
2πR2
μ(l)2
2πR2
r2dR
Rdz
A força do corpo e, portanto, o fluxo não são mais livres de ondulações, 
assim como a circulação é transmitida ao fluido (Figura 8). Podemos enxergar 
essa relação de ondulação pela equação:
∇ · ( J⃗ · B⃗ ) = μ ûθ (14)
dR
dz
(l)2
πR2
r
R
Figura 8. Arco cônico - Rotação transmitida ao plasma.
r
z
dR
dz > 0
Ambos os componentes da força J⃗ · B⃗ contribuem para a circulação, com 
a força radial resultando em circulação na direção mostrada na Figura 8, en-
quanto a força axial produz a circulação na direção oposta. A contribuição 
para esta circulação, a partir da força radial, pode ser exibida examinando a 
distribuição de pressão que seria configurada se nenhum fluxo fosse per-
mitido, mas o crescimento de R permanecesse. Como mostra a Figura 9, o 
espalhamento da distribuição atual resulta em uma pressão na linha central, 
que é mais alta na extremidade estreita, e em uma pressão na parte externa 
do arco, que é maior na extremidade larga.
SOLDAGEM 29
Figura 9. Distribuição da pressão em um arco espalhado.
Figura 10. Distribuição da força axial em um arco espalhado.
r
z
Claramente, uma circulação líquida resulta dessa distribuição de pressão. 
A força que leva a esse efeito está na direção radial, não havendo força axial 
líquida no plasma contida em um volume de controle que envolva o arco elé-
trico. Essa figura tem sido amplamente utilizada, de maneira simplista, para 
explicar a procedência do rótulo dos jatos de plasma 
na soldagem. Entretanto, essa visão é enganosa e 
obscurece a verdadeira natureza do momento 
axial do rótulo do jato, que se origina do compo-
nente axial da força de Lorentz, contribuindo tam-
bém para a circulação. Como o fluido na parte exter-
na do arco experimenta uma força mais alta do que no 
centro, isso resulta na circulação na direção oposta à 
da força radial (Figura 10).
z
r
SOLDAGEM 30
O componente axial da força de Lorentz também produz uma força axial 
líquida no plasma, no canal de corrente em expansão. Essa força total é ava-
liada integrando a expressão da equação 13 e sendo R1 e R = raio do arco na 
entrada e na saída da região, em metro (m); e L(R2) = coordenada axial corres-
pondente ao raio R2, em metro (m), para obter:
(15)ûz1n∫ 2πrdr =∫dz(J · B)
L(R2)R
μI2
o4π
R2
R1
A força resultante (Fz) desempenha um papel essencial na análise e pode 
ser expressa como a magnitude da força independentemente da variação 
precisa de R com z, conforme podemos ver na expressão:
(16)ûz1nFz =
μI2
4π
R2
R1
A combinação da força axial líquida e dos efeitos rotacionais produz o pa-
drão de fluxo real do jato de plasma, mostrado esquematicamente 
na Figura 11. Assim, sabemos que todos os resultados foram deri-
vados para uma distribuição de densidade uniforme da corrente, 
através do arco elétrico. No entanto, resultados semelhantes são 
obtidos para uma distribuição de corrente arbitrária.
Figura 11. Combinação de impulso axial e rotação.
r
z
EXEMPLIFICANDO
O jato de plasma é criado quando um arco elétrico de soldagem de corrente 
contínua, de alta amperagem, é atingido entre os dois eletrodos (cátodo e 
ânodo). O termo plasma, nesse caso, refere-se a um gás muito quente, em 
estado eletricamente ionizado (parcialmente). É importante lembrar que o jato de 
plasma é um dos principais fenômenos físicos da soldagem, e que seu sentido, 
na soldagem convencional, se dá do cátodo (eletrodo) para o ânodo (peça). 
OBJETOS DE 
APRENDIZAGEM
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SOLDAGEM 31
Característica estática do arco elétrico
A característica estática do arco elétrico é a relação entre os valores médios 
de tensão (V) e corrente (I), para um valor fi xo do comprimento do arco elétrico, 
sendo inalteradas outras características do processo (MODENESI, 2012). Essa 
relação, também conhecida como característica estática Volt-Ampère do 
arco elétrico, tem sua forma típica mostrada no Gráfi co 1. Conforme a corrente 
aumenta, até cerca de 100 A, a tensão do arco diminui. Desse modo, o fl uxo do 
arco se amplia enquanto a temperatura aumenta, diminuindo a tensão. Para 
manter a estabilidade do arco elétrico, sua tensão e corrente devem ter uma 
correlaçãodefi nida.
GRÁFICO 1. CARACTERÍSTICA ESTÁTICA DO ARCO ELÉTRICO
60
50
40
30
20
10 100 1000 10000
Corrente (A)
Te
ns
ão
 (V
)
Como mostra o Gráfi co 1, de 10 a 99 Ampères a carac-
terística externa é conhecida como de queda ou nega-
tiva, enquanto valores de 100 a 1000 Ampères recebem 
o nome de plana ou positiva. Isso ocorre porque, 
nessa faixa, o aumento da seção transversal do 
fl uxo do arco, com o aumento da corrente, 
permanece quase proporcional, e, portanto, a 
densidade da corrente e a tensão do arco elétri-
co permanecem constantes.
VIDEOAULA
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SOLDAGEM 32
Diz-se que essa parte do arco elétrico possui uma característica de platô, 
ou tensão-corrente (V × I) plana. Com o aumento adicional da corrente do 
arco elétrico além de 1000 A, praticamente não há expansão do fl uxo do arco 
e, portanto, a densidade da corrente aumenta e a tensão também. Diz-se que 
esta parte do arco elétrico possui uma característica positiva ou crescente de 
tensão-corrente. Além disso, é evidente que a característica da tensão estáti-
ca de um arco na faixa viável sobe ligeiramente e de forma natural.
DICA
Saiba a diferença: tensão elétrica é a diferença de potencial (DDP) 
elétrico de dois pontos, medida em Volts; e corrente elétrica é o fl uxo de 
elétrons que circula em um condutor, quando há DDP (ou seja, tensão), 
sendo medida em Ampères. 
Vale mencionar que as características estáticas (de saída) da fonte de 
energia de soldagem podem ser descritas como planas – durante os processos 
MIG/MAG (GMAW) e SAW (Submerged Arc Welding, ou SAS, Soldagem a Arco Sub-
merso) – ou de quedas – durante os processos MMA (SMAW) e TIG (GTAW). As 
características estáticas também são afetadas pelas confi gurações de controle 
(incluindo software), eletrodo, gás ou atmosfera protetora, material de solda e 
outros fatores. Normalmente, essas informações são fornecidas pelo fabrican-
te da fonte de energia de soldagem.
Fontes de energia
As fontes de energia atuais incorporam características estáticas de saída, 
projetadas para otimizar o desempenho do arco elétrico para um determina-
do processo de soldagem. Com base nas características estáticas, fontes de 
energia podem ser classifi cadas em duas categorias: as fontes de energia de 
tensão constante (CV) e fontes de energia de corrente constante (CI).
A fonte de energia de tensão constante (Gráfi co 2) não possui, verdadei-
ramente, uma saída de tensão constante, apesar do nome. Na realidade, ela 
possui uma inclinação ligeiramente descendente ou negativa, devido à resis-
tência e a indutância elétrica interna, sufi ciente, no circuito de soldagem, para 
causar uma queda menor nas características de tensão-corrente da saída.
SOLDAGEM 33
GRÁFICO 2. CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS DA FONTE DE ENERGIA 
DE TENSÃO CONSTANTE
Fonte: SAUNDERS, 1997, p. 8.
Ponto de operação
Te
ns
ão
 (V
)
Corrente (A)
ΔA
ΔV
Aqui, a tensão do arco elétrico é estabelecida, definindo a tensão de saída 
da fonte. A fonte de energia deve fornecer a corrente necessária para fundir 
o eletrodo, em uma relação que mantenha a tensão predefinida ou o compri-
mento relativo do arco. A velocidade de acionamento do eletrodo é utilizada 
para controlar a corrente média da soldagem.
O uso dessa fonte de energia, em conjunto com uma alimentação constan-
te do fio do eletrodo, resulta em um sistema de comprimento de arco autor-
regulável ou autoajustável. Devido a alguma flutuação interna ou externa, se 
ocorrer uma alteração na corrente de soldagem, ela aumentará ou diminuirá 
automaticamente a taxa de fusão do eletrodo, recuperando o comprimento do 
arco desejado.
As curvas de tensão-corrente da fonte de energia de corrente constan-
te (Gráfico 3) são chamadas de queda, devido à inclinação substancial para 
baixo, ou mesmo negativa, das curvas. A fonte de energia pode ter um ajuste 
de tensão em circuito aberto, além do controle da corrente de saída. Assim, 
uma alteração em qualquer um dos controles alterará a inclinação da curva 
de tensão-corrente. Com a alteração na tensão do arco, a mudança na corren-
te é pequena e, portanto, sua relação de fusão permanecerá razoavelmente 
constante com a alteração no comprimento do arco elétrico, considerando um 
processo de soldagem de eletrodo consumível.
SOLDAGEM 34
GRÁFICO 3. CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS DA FONTE DE ENERGIA 
DE CORRENTE CONSTANTE
Fonte: SAUNDERS, 1997, p. 8.
Te
ns
ão
 (V
)
Corrente (A)
ΔA
ΔV
Ponto de operação
Essas fontes de energia são necessárias para os processos que utilizam 
eletrodos consumíveis relativamente mais espessos, que às vezes podem ser 
furados na peça, ou eletrodos de tungstênio não consumíveis. Durante o toque 
do eletrodo para o início do arco, caso a corrente seja ilimitada, o eletrodo pode 
ser danificado. Sob essas condições, a corrente de curto-circuito deve ser limi-
tada, levando à segurança da fonte de energia e do eletrodo.
Algumas fontes de energia precisam de uma unidade de alta frequência 
para iniciar o arco elétrico, o que pode ser uma exigência em processos como o 
TIG (GTAW) e arco de plasma (PAW). A unidade de alta frequência é introduzida 
no circuito de soldagem, mas são necessários filtros entre o circuito de controle 
e a unidade HF para que a alta frequência não possa fluir através do circuito de 
controle e danificá-lo. 
A unidade de alta frequência é um dispositivo que fornece alta tensão e 
alta frequência (de 5 V e 5 KHz, respectivamente) em uma corrente baixa. Essa 
alta tensão permite a ionização da coluna de gás entre o eletrodo e a peça, le-
vando à abertura do arco elétrico principal.
SOLDAGEM 35
As principais funções das fontes de energia são: produzir calor suficiente 
para fundir a junta e gerar uma transferência estável do metal pelo arco. Como 
os processos de soldagem requerem uma corrente alta (50 a 300 A) em tensão 
relativamente baixa (10 a 50 V), a alimentação de alta tensão (230 ou 400 V) 
deve ser reduzida por um transformador. Assim, existem cinco tipos de fonte 
de energia utilizados em soldagem:
• Transformador de corrente alternada (CA);
• Retificador de corrente contínua (CC);
• Retificador-transformador de corrente alternada/corrente contínua 
(CA/CC); 
• Gerador de corrente contínua (CC); 
• Inversor.
Os transformadores são dispositivos elétricos utilizados para diminuir ou 
aumentar a tensão através de um campo magnético, sem alterar a frequência. 
Na soldagem a arco elétrico, os transformadores são utilizados em equipamen-
tos de corrente alternada (CA) para alterar a corrente da rede elétrica pública 
em uma corrente de baixa tensão e alta amperagem no circuito secundário. 
Uma combinação de derivações primárias e/ou secundárias no transformador 
é comumente utilizada para fornecer um ajuste maior da corrente de solda-
gem, bem como o ajuste da tensão secundária.
Embora, geralmente, a soldagem seja realizada com fontes de energia por 
corrente alternada (CA), a maioria das soldagens industriais é realizada com 
equipamentos que produzem arco elétrico por corrente contínua (CC). A ener-
gia CA da rede pública, que opera o equipamento 
de solda, deve ser alterada (retificada) para a cor-
rente contínua do arco elétrico. Esse processo 
é realizado com um dispositivo eletrônico 
chamado retificador de corrente contínua, 
sendo os diodos de silício (Figura 12) os mais 
utilizados atualmente. A função de um dispositi-
vo retificador de corrente contínua é a de transformar 
a corrente alternada em corrente continua pulsante, 
visto que no semiciclo negativo da corrente alternada, 
o diodo fará a função de uma chave aberta.
SOLDAGEM 36
Figura 12. Retificador típico e seu símbolo.
+ + + +
Diodo retificador
+ +
- -
O retificador-transformador CA/CC combina as funções do transforma-
dor e do retificador em uma mesma unidade física. O retificador-transformador 
é um tipo de transformador que contém tiristores e/ou diodos em seu circuito, 
além de incluirreguladores de tensão. É muito utilizado nos processos indus-
triais de soldagem a arco elétrico, que necessitam de um grande suprimento 
de corrente contínua (CC). 
O gerador de corrente contínua (CC) é um equipamento de soldagem 
que consiste em um motor elétrico ou mecânico acoplado a um gerador ou 
alternador em corrente contínua, e produz a potência elétrica desejada. Essas 
máquinas produzem excelentes soldas, mas atualmente não são muito utiliza-
das na indústria, devido às peças móveis em excesso que exigem manutenção 
considerável.
O inversor de soldagem é uma fonte de energia de alta tecnologia e pe-
queno porte, sendo um aparato que possui ótima portabilidade em relação à 
máquina que utiliza transformador elétrico. Foi desenvolvido para a soldagem 
a arco elétrico em diversos processos: MIG/MAG (GMAW), TIG (GTAW), Eletrodo 
Revestido, Corte de Plasma, etc. Os inversores de soldagem são equipamentos 
de grande confiabilidade, totalmente eletrônicos, eficientes e potentes, poden-
do trabalhar com uma variedade maior de eletrodos.
Geralmente, as fontes de energia de soldagem convencionais utilizam 
transformadores que operam a partir de uma frequência de linha de 50 
Hz a 60 Hz. Entretanto, o inversor utiliza, em seu circuito, dispositivos de 
estado sólido chamados transistores MOSFET (acrônimo de Metal Oxide Se-
miconductor Field Effect Transistor ou Transistor de Efeito de Campo de Óxido 
de Metal Semicondutor) ou transistores IGBT (acrônimo de Insulated Gate 
Bipolar Transistor ou Transistor Bipolar de Porta Isolada) para converter a 
corrente contínua em corrente alternada de alta frequência, geralmente na 
faixa de 20 kHz a 100 kHz. 
SOLDAGEM 37
Os circuitos do inversor controlam a potência de saída utilizando o princípio 
de controle da razão de tempo (TRC – Time-Ratio Control), também conhecido 
como modulação de largura de pulso (PWM – Pulse Width Modulation), que é a 
regulação dos tempos de ativação e desativação dos interruptores para con-
trolar a saída. Os semicondutores do inversor de soldagem atuam como inter-
ruptores, ligando e conduzindo ou desligando e bloqueando. A função de ligar 
e desligar é chamada, por vezes, de operação no modo de comutação.
Tipos de controle
Os tipos de controle utilizados nas fontes de energia estão vinculados dire-
tamente aos equipamentos de soldagem, podendo ser, por exemplo: 
• Circuito primário derivado;
• Reator saturável;
• Tiristor; 
• Inversor transistorizado.
A fonte de energia com controle por circuito primário derivado (Figura 
13) é a mais simples, por ser a escolha ideal e mais robusta para os trabalhos 
de soldagem MIG/MAG (GMAW), mas possui algumas limitações técnicas. Por 
exemplo, se houver etapas insufi cientes de soldagem, pode ser impossível 
ajustar a condição ideal, e as fl utuações de suprimento de energia afetarão a 
potência de saída. Os circuitos derivados são conectados à bobina secundária 
em diferentes confi gurações, permitindo que o operador ajuste a tensão nor-
mal à exigida pelo dispositivo.
Figura 13. Circuito Primário Derivado típico.
Circuito primário
Circuito secundário 
Derivados
36
0V
0V
38
0V
40
0V
42
0V
44
0V
SOLDAGEM 38
A fonte de energia com controle por reator saturável (Figura 14) é o contro-
le elétrico que utiliza um circuito de corrente contínua de baixa voltagem e bai-
xa amperagem para alterar as características magnéticas efetivas dos núcleos 
dos reatores. O controle remoto da saída da fonte de energia é relativamente 
fácil com esse tipo de circuito de controle, normalmente requerendo menos 
manutenção do que os controles mecânicos convencionais.
Figura 14. Fonte de energia com controle por reator saturável. Fonte: JENNEY; O’BRIEN, 2001, p. 24.
Entreferro
Transformador
Eletrodo
Peça
Circuito
primário
CA
Entreferro
Entrada
CC
Ic
Iw
Ic = Corrente de controle
Iw = Corrente de soldagem
Com esta construção, o transformador principal não possui partes móveis. 
As características de tensão-corrente são determinadas pelas configurações 
do transformador e do reator saturável, com o circuito de controle da corrente 
contínua para o sistema do reator permitindo o ajuste da curva tensão-corren-
te de saída, do mínimo para o máximo.
Os tiristores (Figura 15), também conhecidos como retificadores contro-
lados de silício (SCR), são componentes eletrônicos utilizados para controlar 
circuitos de energia, geralmente quando os níveis de tensão e corrente são 
relativamente altos. Eles permitem o ajuste continuamente variável da saída, 
independem das variações de tensão de alimentação e podem ser controlados 
remotamente. As fontes de energia por tiristor podem ser utilizadas para a 
maioria dos processos de soldagem, ou seja, podem ter uma característica de 
saída plana – MIG/MAG (GWAW) – ou de queda – MMA (SMA) e TIG (GTAW). 
SOLDAGEM 39
Figura 15. Tiristor típico e seu símbolo. Fonte: JENNEY; O’BRIEN, 2001, p. 8.
Figura 16. Diagrama simplificado do inversor. Fonte: JENNEY; O’BRIEN, 2001, p. 13.
Ânodo
Ânodo Cátodo 
Cátodo 
Porta
Porta
A fonte de energia com controle por inversor (Figura 16) oferece todas as 
vantagens do tiristor, mas com alto desempenho, menor peso, maior economia 
de energia e melhor eficiência. O inversor é essencialmente um bloco de potên-
cia que pode ser controlado, geralmente através de um software, para fornecer 
as características estáticas e dinâmicas necessárias para o processo de 
soldagem selecionado. Portanto, a maioria dos inversores oferece capa-
cidade de múltiplos processos. Além disso, a resposta dos inversores 
modernos abre as possibilidades de pulsação de alta fre-
quência, conforme exigido pelo MIG pulsado (GMAW-P) 
e pelo retorno dinâmico, para controlar a transferência 
de metal, como no MIG de transferência por imersão.
 Ponte 
retificadora 
de entrada
 Ponte 
retificadora 
de saídaInversor
Primário
1Φ ou 3Φ
Transformador Indutor
+
-
Circuito de 
controle do 
inversor
OBJETOS DE 
APRENDIZAGEM
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SOLDAGEM 40
Transferência metálica
A dinâmica da transferência metálica é o resultado de um equilíbrio de for-
ças que atua sobre as gotículas de metal. Essas forças dependem de condições 
operacionais específi cas (corrente da soldagem, tensão do arco, diâmetro do 
eletrodo/fi o, atmosfera protetora, etc.), sendo o equilíbrio das forças em uma 
gotícula dado pela equação:
Fg + Fd + Fe = Fs + Fv (17)
As diversas forças envolvidas nesse processo são:
• Força gravitacional (Fg): a gravidade é uma força de desprendimento, quan-
do o eletrodo é apontado para baixo (como na soldagem manual), e uma força de 
retenção, quando é apontado para cima (como na soldagem suspensa);
• Força aerodinâmica – arrasto (Fd): devido ao fl uxo de gás ao redor da 
gota, ajuda a separar a gota da ponta do eletrodo. A magnitude dessa força 
pode ser afetada pela quantidade de fl uxo de gás no MIG/MAG (GMAW) ou, 
em certa medida, pela quantidade dos gases produzidos a partir dos reves-
timentos no MMA (SMAW). Dependendo do tipo de transferência de metal, o 
jato de plasma também pode complementar o arrasto na gota;
• Força eletromagnética (Fe): quando a corrente elétrica é conduzida por 
um condutor cônico, como o arco de soldagem, nele atuam forças axiais que 
são direcionadas da menor para a maior seção transversal. Isso resulta no 
ajuste do jato de plasma, desde que a corrente tenha magnitude sufi ciente. 
Além disso, quando o condutor que leva a corrente está sob a infl uência do 
seu próprio campo magnético, são desenvolvidas forças radiais de contração, 
que produzem pressão dentro do condutor. O efeito combinado dessas for-
ças é a força eletromagnética que atua na gota derretida na borda do eletro-
do, e é referido como efeito de pinça ou efeito de Bennett;
• Força de tensão superfi cial (Fs): tende a reter a gota derretida na ponta 
do eletrodo e sua magnitude no momento do descolamento da gota sob seu 
próprio peso;
• Força de jatode vapor (Fv): originada pela evaporação dos 
componentes metálicos do eletrodo, na região do acoplamento 
do arco com a gotícula. Essa conexão eletrodo-peça gera muito 
calor, acarretando a geração de vapores metálicos.
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SOLDAGEM 41
Dependendo da força líquida que atua sobre a gotícula, à luz da magnitude 
da corrente da soldagem, da tensão superfi cial, da força de arrasto, do papel 
da gravidade e do comprimento do arco, é atingido um modo particular de 
transferência metálica, que determina a qualidade de fusão da solda.
Tipos de transferência metálica
Na transferência metálica por curto-circuito, há uma ponte periódica 
do espaço entre o eletrodo e a peça, resultando na extinção do arco. Conse-
quentemente, ocorre um fl uxo intenso de corrente, que resulta em aumento 
do aquecimento da ponte. Com a viscosidade e a tensão superfi cial diminuí-
das, o aumento das forças eletromotriz e hidrodinâmica resultam na trans-
ferência de metal fundido do eletrodo para a poça de fusão. Com a transfe-
rência de metal, a ponte é quebrada e a tensão tende a saltar para o valor do 
circuito aberto, e o arco é reaberto.
Esse tipo de curto-circuito geralmente está associado à soldagem de baixa 
corrente e ao comprimento de arco curto com eletrodos revestidos, embora 
um modo de transferência semelhante também possa ser encontrado na sol-
dagem MIG (GMAW), o que não costuma ser preferido, exceto em casos como 
o da soldagem por posição.
Na transferência metálica globular, a gotícula de metal fundido é des-
tacada da ponta do eletrodo devido à gravidade e a outras forças que atuam 
sobre ela, como na transferência por curto-circuito. O glóbulo destacado 
viaja sob a ação das forças gravitacionais e hidrodinâmicas, diretamente em 
direção à poça de fusão, em um processo chamado 
transferência goticular.
Esse tipo de transferência é encontrado quan-
do o comprimento do arco é de médio a longo, ou 
seja, a gotícula de maior tamanho produzida não 
é grande o sufi ciente para causar um curto-circuito. 
Devido a um longo tempo de retenção na borda do ele-
trodo, o diâmetro da gota é normalmente maior que o diâ-
metro do eletrodo. A temperatura da gota também é mais 
alta do que nos casos de transferência por curto-circuito.
SOLDAGEM 42
A transferência metálica por aerossol normalmente está associada a al-
tas densidades de corrente, que levam a uma temperatura muito elevada da 
gotícula derretida, com consequente redução da tensão superfi cial. À medida 
que a densidade da corrente é elevada, a taxa de crescimento das gotículas 
aumenta proporcionalmente ao aumento da temperatura e das forças eletro-
magnéticas (Fe), de forma que um efeito de pinça se torna expressivo a ponto 
de superar a tensão superfi cial.
Com o elevado efeito de pinça, o fi nal do eletrodo fi ca constrito o tempo todo. 
As gotículas são cortadas antes de atingirem o tamanho permitido pela tensão 
superfi cial, e isso resulta na transferência por aerossol. Sendo assim, a depender 
da densidade da corrente elétrica, essa transferência metálica possui três está-
gios diferentes: transferências projetadas, de fl uxo contínuo e rotativas.
Estabilidade nos processos de soldagem
O tipo de transferência metálica realizada da ponta do eletrodo até a poça 
de fusão (na peça) tem uma grande infl uência sobre o processo de soldagem a 
arco elétrico, pois afeta diretamente a estabilidade do processo, a geração dos 
respingos, a qualidade da solda e sua capacidade de realização fora da posição 
plana (NORRISH, 1992).
No processo de soldagem, o operador controla uma série de fatores que po-
dem afetar a formação do cordão de solda, as condições da operação e as demais 
características do processo. Na soldagem a arco elétrico com o uso de eletrodos 
revestidos, o operador controla a movimentação do eletrodo ao redor da junção, o 
movimento transversal, o posicionamento em relação à junção, o comprimento do 
arco e, também, a tensão da operação. Entretanto, a corrente elétrica é ajustada 
na fonte de energia, antes da abertura do arco. 
Dessa forma, esses fatores afetam o formato da poça de fusão, a penetração 
no metal base, a deposição da escória e, por consequência, a estabilidade do pro-
cesso. O operador experiente ajusta todos esses fatores para manter o proces-
so uniforme e operando corretamente. Adicionalmente, diversos outros fatores, 
como o tipo de eletrodo e seu diâmetro e o tipo e polaridade da corrente, precisam 
ser ajustados antes do processo de soldagem. Outras variáveis principais na sol-
dagem a arco elétrico que podem afetar a estabilidade do processo são:
SOLDAGEM 43
• O nível e o tipo da corrente elétrica;
• A tensão elétrica da operação;
• A estabilidade, o comprimento e a formação do arco;
• A velocidade de movimentação da tocha/porta-eletrodo;
• A velocidade de alimentação do metal de adição;
• A composição, o comprimento e o diâmetro do eletrodo;
• A taxa de deposição e penetração adequados;
• A distância do ponto de tomada de corrente à peça,
• O ângulo da tocha/porta-eletrodo em relação à peça; 
• O tipo de gás de proteção, de fluxo ou de revestimento.
Existem variáveis específicas para cada processo, como a forma da ponta 
do eletrodo e a vazão de gás de proteção no processo TIG (GTAW) ou a es-
pessura da camada de fluxo na soldagem SAS (SAW), e outras que não estão 
ligadas diretamente à operação de soldagem, mas ao processo operacional, 
como a sequência de deposição de passes, que, ainda assim, têm grande im-
portância nas características finais da peça soldada.
SOLDAGEM 44
Sintetizando
Nesta unidade, realizamos uma introdução sobre o arco elétrico de solda-
gem, abordando de forma clara e concisa assuntos pertinentes à física, química 
e metalurgia aplicadas à soldagem a arco elétrico. Apresentamos a história e 
os fundamentos mecânicos da soldagem, bem como exploramos detalhada-
mente os componentes desse tipo de soldagem, como a coluna de plasma, e as 
técnicas para abertura e manutenção do arco elétrico.
Em seguida, conceituamos o jato de plasma, estudamos as principais fór-
mulas e princípios físicos aplicados na soldagem e demonstramos a força de 
Lorentz aplicada a ela. Tratamos, também, da caracterização estática do arco 
elétrico e sua relação com a tensão e a corrente elétrica, e comentamos sobre 
os tipos de controles utilizados nas fontes de energia, focando naquelas que 
são aplicáveis à soldagem a arco elétrico. 
Por fim, fundamentamos as forças atuantes essenciais que governam a 
transferência metálica na soldagem a arco elétrico, bem como os métodos de 
transferência fundamentais, terminando por demonstrar os principais tópicos 
envolvidos na estabilidade dos processos de soldagem a arco elétrico.
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SOLDAGEM 45
Referências bibliográficas
FORTES, C.; VAZ, C. T. Apostila de eletrodos revestidos. Minas Gerais: ESAB, 
2005. 
FORTES, C.; VAZ, C. T. Apostila de soldagem MIG/MAG. Minas Gerais: ESAB, 
2005.
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JENNEY, C. L.; O’BRIEN, A. (Eds.). Welding handbook, vol. 1, 9. ed. Miami: Ame-
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JENNEY, C. L.; O’BRIEN, A. (Eds.). Welding handbook, vol. 2, 9. ed. Miami: American 
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MARQUES, P. V.; MODENESI, P. J.; BRACARENSE, A. Q. Soldagem: fundamentos 
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MODENESI, P. J. Introdução à física do arco elétrico: Soldagem I. Belo Hori-
zonte: Editora da UFMG, 2012. 
NORRISH, J. Advanced welding processes. Londres: IOP Publishing, 1992.
REIS, R. P.; SCOTTI, A. Fundamentos e prática da soldagem a plasma. São 
Paulo: Artliber Editora, 2007.
SAUNDERS, H. L. MIG/MAG welding guide: for gas metal arc welding (GMAW), 
3. ed. Ohio: Lincoln Electric, 1997.
SCOTTI, A.; PONOMAREV, V. Soldagem MIG/MAG: melhor entendimento, me-
lhor desempenho. São Paulo: Artliber Editora, 2008.
SOLDAGEM 46
FONTESDE ENERGIA 
PARA SOLDAGEM
2
UNIDADE
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Objetivos da unidade
Tópicos de estudo
 Conhecer as fontes de energia para soldagem;
 Aprender os requisitos básicos das fontes, apresentando as principais 
características dos processos de soldagem;
 Familiarizar-se com os processos de soldagem que utilizam fontes elétricas;
 Conhecer dois processos que usam fontes químicas: gás oxicombustível e 
soldagem aluminotérmica;
 Estudar dois processos que usam fontes de energia focada: soldagem a laser 
e soldagem por feixe de elétrons;
 Estudar alguns processos que utilizam fontes mecânicas e fontes no estado 
sólido.
 Fontes de energia para soldagem
 Fontes elétricas
 Fontes para soldagem a arco
 Fontes para soldagem por 
resistência
 Fontes para soldagem por 
eletroescória
 Fontes químicas
 Soldagem a gás oxicombustível
 Soldagem aluminotérmica
 Fontes de energia focada
 Soldagem a laser
 Soldagem com feixe de elé-
trons
 Fontes mecânicas e fontes no 
estado sólido
 Soldagem por fricção
 Soldagem por ultrassom
 Soldagem por explosão
 Soldagem por difusão
SOLDAGEM 48
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Fontes de energia para soldagem
Todos os tipos de soldagem precisam de alguma forma de energia para realizar 
o processo de união dos materiais. As fontes dessa energia, segundo a Sociedade 
Americana de Soldagem (em inglês, American Welding Society – AWS), podem ser divi-
didas em cinco categorias: fontes elétricas, fontes químicas, fontes de energia foca-
da, fontes mecânicas e fontes no estado sólido.
Esta unidade apresentará as principais características e particularidades 
dos processos de soldagem que fazem parte de cada categoria.
Fontes elétricas
Existem diversos processos de soldagem que utilizam fontes elétricas, entre 
eles: soldagem a arco, soldagem por resistência e soldagem por eletroescória.
Na soldagem a arco, a fonte de calor para a fusão dos metais é obtida pelo arco 
elétrico, enquanto na soldagem por resistência a combinação de calor e pressão 
é a força motriz para a união. Na soldagem por eletroescória, o calor é produzido 
pela resistência da passagem de corrente por uma camada fundida de escória.
Fontes para soldagem a arco
A fonte de calor para a soldagem a arco é o arco elétrico, que consiste em 
uma descarga elétrica de alta intensidade sustentada por uma coluna de plas-
ma (nome que se dá a um gás ionizado a alta temperatura). Alguns exemplos 
de processos de soldagem a arco são:
• Soldagem com eletrodos revestidos (shielded metal arc welding – SMAW);
• Soldagem a arco com eletrodo de tungstênio e proteção gasosa (gas 
tungsten arc welding – GTAW). Conhecida também como soldagem TIG (tungs-
ten inert gas);
• Soldagem a plasma (plasma arc welding – PAW);
• Soldagem a arco com proteção gasosa (gas metal arc welding – GMAW), 
como a soldagem MIG (metal inert gas) e MAG (metal active gas);
• Soldagem a arco com arame tubular (fl ux-cored arc welding – FCAW);
• Soldagem a arco submerso (submerged arc welding – SAW).
SOLDAGEM 49
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O papel do arco elétrico na soldagem é fornecer energia localizada e de 
alta intensidade para a fusão do material. E para que a soldagem seja efetiva, 
a área de contato do arco na peça deve ser mínima para que a intensidade da 
fonte, medida pela potência, seja máxima. É difícil evitar, no entanto, que toda 
a energia fique concentrada na região da união, já que metais possuem alta 
condutividade térmica e o calor é difundido para a peça por condução, como 
mostrado no esquema (a) da Figura 1. Há também perda de calor por convec-
ção, por radiação e por respingos do metal fundido.
O esquema (b) da Figura 1 mostra que o arco é estabelecido entre o eletro-
do e a peça que está sendo soldada, onde o eletrodo pode ser não consumível 
(por exemplo, na soldagem a arco com eletrodo de tungstênio e soldagem a 
plasma, figura da esquerda) ou consumível (como a soldagem com eletrodos 
revestidos e com arco submerso, figura da direita). Note que, no segundo caso, 
a energia térmica gerada pela fusão do eletrodo (arame) ao passar pelo arco é 
transmitida para a região da solda por meio do metal fundido. 
Fonte de energia 
Área de contato (A0)
Arco
w
Ae
la la
Aw
Calor difundido na peça 
f
Figura 1. (a) Fluxo de calor na soldagem a arco. (b) Arco de soldagem. Fonte: MARQUES; MODENESI; BRACARENSE, 
2009, p. 1-4. (Adaptado).
(a) (b)
SOLDAGEM 50
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EXPLICANDO
Um sistema em regime permanente ou em estado estacionário é aquele 
cujas propriedades não variam com o tempo. Por outro lado, um sistema 
em regime transiente é um estado transitório em que as propriedades 
variam com o tempo – em geral, devido a uma perturbação – até que um 
novo estado estacionário seja atingido.
Segundo a AWS (2001), o rendimento térmico da fonte, que mede a fração 
da energia gerada que é efetivamente transferida para a peça, varia de 0,5 a 
0,9. Considerando valores típicos de tensão e corrente (300 A e 25 V, respectiva-
mente) e uma área de arco com aproximadamente 10 mm2, a potência típica do 
processo (considerando um rendimento de 0,8) é próxima de 750 W por mm2.
Na soldagem a arco, as fontes elétricas, segundo Marques, Modenesi e 
Bracarense (2009), devem ser capazes de atender os seguintes requisitos:
• A corrente e a tensão devem ser capazes de atingir valores adequados 
para o processo de soldagem;
• Deve ser possível ajustar os valores de tensão e corrente para atender 
diferentes aplicações;
• O sistema deve permitir o ajuste dos níveis de tensão e corrente durante 
a soldagem;
• A fonte deve estar de acordo com o que é exigido por normas técnicas 
específicas; 
• A operação deve ser segura para o soldador.
Uma fonte de energia pode ser caracterizada de acordo 
com seu comportamento estático e dinâmico. Carac-
terísticas estáticas dizem respeito aos valores médios 
de corrente e tensão fornecidos pela fonte durante a 
operação em regime permanente. Já as característi-
cas dinâmicas estão relacionadas com as variações 
instantâneas da corrente e da tensão, em regime 
transiente, em decorrência de mudanças no proces-
so de soldagem. Como destaca Mandal (2001), o regime 
transiente ocorre nas seguintes situações: abertura do arco; mudanças abruptas 
no comprimento do arco; transferência de metal através do arco; e extinção e 
ignição do arco, a cada meio ciclo, na soldagem com corrente alternada. 
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É importante destacar que, embora o tempo em que as variações tran-
sientes da tensão e da corrente relacionadas com os eventos listados aci-
ma seja relativamente pequeno (da ordem de 0,001 segundo), alterações 
significativas podem ocorrer no arco durante esse período de transição. É 
necessário, portanto, que a fonte de energia responda rapidamente a essas 
variações. Para isso, é importante que o sistema seja capaz de controlar as 
características dinâmicas da fonte, que são influenciadas, segundo Mandal 
(2001), pelos seguintes fatores de projeto:
• Sistema local de armazenamento de energia transiente (indutor ou capacitor);
• Sistema de controle com retroalimentação e regulagem automática;
• Modificações das formas de ondas ou frequências operacionais dos circuitos.
Ao controlar essas características, o arco se torna mais estável e, como con-
sequência, há maior uniformidade na transferência de metal, redução de respin-
gos e redução de turbulência na poça de fusão.
As fontes de energia para soldagem podem ser classificadas em dois ti-
pos, de acordo com o comportamento da tensão e da corrente: fonte com 
corrente constante ou fonte com tensão constante. Em fontes com corrente 
constante, o comprimento do arco pode variar durante a soldagem sem que 
ocorram mudanças significativas na corrente, mesmo em condições de curto-
-circuito,