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PROCESSO DE SOLDAGEM MIG-MAG (GMAW) Bibliografia: Paulo Vilani Marques, Paulo J. Modenesi e Alexandre Q. Bracarense, SOLDAGEM – Fundamentos e Tecnologia. Editora UFMG. Fonte: Alusolda.com.br – acessado em 10/10/2017 https://www.esab.com.br/br/pt/education/blog/processo_soldagem_arames_tubulares.cfm Defeitos que podem acontecer no processo MIG/MAG e suas soluções! (apaixonadosporferramentas.com.br) PROCESSO DE SOLDAGEM POR ELETRODO TUBULAR (FCAW) https://www.esab.com.br/br/pt/education/blog/processo_soldagem_arames_tubulares.cfm https://apaixonadosporferramentas.com.br/defeitos-no-processo-mig-mag-e-suas-solucoes/ MIG – METAL INERT GAS MAG – METAL ACTIVE GAS GMAW – GAS METAL ARC WELDING Figura 1 – Região do arco na soldagem MIG-MAG (GMAW) GÁS INERTE - AUSENÇA DE OXIGÊNIO GÁS ATIVO – PRESENÇA DE OXIGÊNIO VISÃO GERAL DE UM SISTEMA DE SOLDAGEM MIG-MAG Guia (Completo) da Soldagem MIG MAG | Aventa Como escolher a tocha MIG/MAG correta para sua aplicação? | Sumig https://aventa.com.br/novidades/solda-mig-mag https://www.sumig.com/pt/blog/post/como-escolher-a-tocha-mig-mag-correta-para-sua-aplicacao-parte-2 https://www.sumig.com/pt/blog/post/como-escolher-a-tocha-mig-mag-correta-para-sua-aplicacao-parte-2 MIG/MAG ELETRODO REVESTIDO FONTE DE SOLDAGEM + ALIMENTADOR DE ARAME + TOCHA A fonte de energia mais usada é do tipo tensão constante regulável com alimentação de arame a velocidade constante. Este tipo de sistema permite o controle automático do comprimento do arco diretamente através de variações da corrente de soldagem. Sistemas alternativos, com fontes com saída de corrente constante, necessitam de sistemas especiais para controlar o comprimento do arco. TOCHA DE SOLDAGEM CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO ➢É um processo na qual a alimentação do arame eletrodo (metal de adição) é realizada de forma automática através de um dispositivo denominado alimentador de arame. Soldagem MIG/MAG - Regulagem de pressão de aperto no arame. (381) Soldagem MIG/MAG - Regulagem de pressão de aperto no arame. - YouTube https://www.youtube.com/watch?v=GD7La2vvUdY São variáveis importantes do processo: ▪ Diâmetro e composição do arame; ▪ Tipo do gás de proteção; ▪ Velocidade de alimentação do arame; ▪ Vazão do gás de proteção; ▪ Comprimento do eletrodo e distância da tocha à peça; ▪ Posicionamento da tocha em relação à peça; ▪ Corrente de soldagem; ▪ Tensão de soldagem; ▪ Velocidade de soldagem; ▪ Indutância (características dinâmicas) da fonte (*); ▪ Técnica de manipulação. CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO Figura – Características Geométricas do arco elétrico DBCP A seleção incorreta dos parâmetros de soldagem resulta em soldas insatisfatórias devido a problemas metalúrgicos e/ou operacionais como, por exemplo, instabilidade do arco, respingos, falta de fusão ou de penetração, porosidade, etc. Em particular, neste processo, o modo de transferência de metal é muito importante pois determina várias de suas características operacionais. CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO TRANSFERÊNCIA METÁLICA A transferência metálica depende do ajuste dos parâmetros de soldagem e dos tipos de consumíveis utilizados. Soldagem/Videos/Globular Transfer.avi Soldagem/Videos/Goticular.avi Soldagem/Videos/Streaming transfer.avi PROCESSOS_ESPECIAIS_SOLDAGEM-Mineração.ppt Soldagem/Videos/tc1t.avi FATORES QUE INFLUENCIAM O TIPO DE TRANSFERENCIA METÁLICA ✓Corrente de soldagem; ✓ Composição química do arame; ✓Diâmetro do eletrodo; ✓Polaridade; ✓Composição do gás de proteção; ✓Comprimento do eletrodo. A corrente de soldagem controla: a velocidade de fusão do arame. Além disso, a penetração, o reforço e a largura do cordão tendem a aumentar com a corrente quando as demais variáveis são mantidas constantes. INFLUÊNCIA DA CORRENTE DE SOLDAGEM ➢ A tensão de soldagem afeta o modo de transferência de metal de adição e a aparência do cordão. ➢ Uma maior tensão aumenta a largura do cordão e diminui a sua convexidade, mas valores excessivamente altos causam porosidade, respingos e mordeduras. ➢ Valores muito baixos também podem causar porosidade (por perda de proteção devido à turbulência causada pela instabilidade do processo), convexidade excessiva e dobras na margem do cordão. ➢ O valor adequado da tensão para uma dada aplicação depende de muitos fatores como, por exemplo, a espessura e tipo da junta, a posição de soldagem, o diâmetro e composição do arame e a composição do gás de proteção. INFLUÊNCIA DA TENSÃO DE SOLDAGEM GASES DE PROTEÇÃO A proteção do arco é feita por uma fonte externa de gás que pode ser constituída por um gás, ou mistura de gases, inerte ou capaz de reagir com o material sendo soldado. Gases mais usados: ✓ Argônio e o CO2; ✓ Misturas de Ar-He, Ar-CO2, Ar-O2, Ar-CO2-O2 e outras, em diferentes proporções, são usadas comercialmente. Gases ou misturas de proteção completamente inertes tem, em geral, uso restrito para metais e ligas não ferrosas. O gás menos usado é o hélio em função do seu alto preço; Aços, particularmente, aço carbono e outros de baixa liga são soldados com misturas contendo proporções diversas de O2 e de CO2 (Modenesi – Técnica Operatória da Soldagem GMAW – 1). INFLUÊNCIA DO GÁS DE PROTEÇÃO NA GEOMETRIA DO CORDÃO DE SOLDA Manutenção Preventiva e Cuidados Básicos Essenciais Tocha para solda MIG/MAG TOCHA PARA SOLDA MIG Peças que compõem uma Tocha para solda MIG, suas funções, os cuidados que se deve ter e quais ações preventivas que devem ser adotadas: Ref.: http://cigsoldas.com.br/manutencao-preventiva-tocha-mig/ – Bocal – Bico de contato – Porta bico – Difusor – Guia do arame – Descanso da Tocha – Euro Conector Vídeo: como cuidar de sua tocha MIG/MAG: https://www.youtube.com/watch?v=xZmG0NwIOeI http://cigsoldas.com.br/manutencao-preventiva-tocha-mig/ https://www.youtube.com/watch?v=xZmG0NwIOeI BOCAL Função principal: Concentrar e direcionar o fluxo de gás. Desgaste natural: – Diminuição do poder de encaixe; – Danos na rosca de fixação por conta de dilatação (para bocais de rosca) – Desgaste ou deformação da borda frontal Prevenção do desgaste e aumento da vida útil: ➢ Utilização de anti respingo; ➢ Nunca se deve removê-los batendo com o bocal, recomenda-se o uso do Limpador de Bocais MIG; ➢ Trocar o bocal, caso não seja possível a remoção dos respingos ou sua borda estiver demasiadamente desgastada; ➢ Vida útil em torno de 60 horas de uso dependendo da qualidade do bocal. Informações: http://cigsoldas.com.br/manutencao-preventiva-tocha-mig/ http://cigsoldas.com.br/manutencao-preventiva-tocha-mig/ SITUAÇÕES CRÍTICAS QUE O BOCAL PODE APRESENTAR: Imagens do site: http://cigsoldas.com.br/manutencao-preventiva-tocha-mig/ http://cigsoldas.com.br/manutencao-preventiva-tocha-mig/ Função principal: Gerar contato e energizar o Arame além de guia-lo até a poça de fusão. É fundamental que o bico garanta um bom contato elétrico. Desgaste natural: – Ovalização do orifício de saída. – Carbonização por excesso de uso. - “Folga” em relação ao arame. Principais padrões disponíveis: – Cobre eletrolítico (Cu) – Cobre/Cromo/Zircônio (Cu/Cr/Zr) – Maior condutibilidade e resistência ao desgaste. Média de vida útil estimada: – Cobre (Cu) – Aproximadamente 8 horas de uso. – Cobre/Cromo/Zircônio – Aproximadamente 24 horas de uso. Informações do sites: http://cigsoldas.com.br/manutencao-preventiva-tocha-mig/ https://www.alumaq.com.br/manutencao-e-cuidados-com-tocha-de-soldagem/ BICO DE CONTATO http://cigsoldas.com.br/manutencao-preventiva-tocha-mig/ https://www.alumaq.com.br/manutencao-e-cuidados-com-tocha-de-soldagem/ AÇÃO: Trocar bico de contato, tão logo forem identificadas condições inadequadas de uso ou ao atingir o tempo de vida útil médio do consumível. Imagens do site: http://cigsoldas.com.br/manutencao-preventiva-tocha-mig/ http://cigsoldas.com.br/manutencao-preventiva-tocha-mig/ Funções principais:– Difusão do gás (quando o modelo de tocha em questão não utiliza Difusor separado) – Suporte do bico de contato – Proteção da Micro Pistola (pescoço da tocha) Desgaste: – Perda da rosca de fixação do bico, provocada pela natural e constante troca do bico de contato. – Curto circuito provocado por acúmulo excessivo de respingos em sua superfície, principalmente se for utilizado sem o difusor de gás. PORTA BICO A média de vida útil de um porta bico é de aproximadamente 140 horas de uso, sendo essencial sua troca imediata assim que identificadas as anomalias Informações: http://cigsoldas.com.br/manutencao-preventiva-tocha-mig/ http://cigsoldas.com.br/manutencao-preventiva-tocha-mig/ DIFUSOR DE GÁS Função principal: – Realizar a difusão do gás de proteção e a isolação entre porta bico e micro pistola. – Proteger o porta bico e a micro pistola. Desgaste: – Difusor de material sintético – Erosão por conta do calor excessivo e acúmulo de respingos na região. – Difusor de cerâmica – Quebra por impacto involuntário (possui maior resistência à erosão) ou excesso de respingos na região. Prevenção de desgaste e aumento da vida útil: – A utilização de anti respingo biodegradável e a remoção dos respingos internos. Média de vida útil: Difusor de material sintético – Aproximadamente 60 horas Difusor de cerâmica – Aproximadamente 90 horas Fig.01 - utilização muito além do tempo previsto de durabilidade Fig. 02 - desgaste provocado tanto por acúmulo de respingos e consequente excesso de calor na região Fig. 01 Fig. 02 GUIA DO ARAME Função principal: Guiar o arame do alimentador até o bico de contato. Padrões utilizados: – Guia espiral de aço, utilizado para Arames sólidos de aço carbono. – Guia de teflon ou nylon, utilizadas para Arames sólidos de inox, alumínio, não ferrosos em geral além de Arame Tubular. Obs: A guia de teflon possui maior vida útil e proporciona melhor condutibilidade do arame em relação ao nylon. Desgaste natural: – Guia de aço – Deformação pelo recozimento do aço causando a perda do efeito mola e desgaste por conta do atrito com o arame. – Guias de teflon/nylon – Formação de canaleta interna por conta do atrito com o arame. Ambos provocam ineficiência na alimentação do arame gerando instabilidade no arco elétrico. OBS: A utilização de guia de teflon ou nylon em tochas sem refrigeração a água em correntes de solda mais elevadas irá provocar flacidez da guia comprometendo seriamente a alimentação do arame e sua vida útil. GUIA DO ARAME Prevenção do desgaste e aumento da vida útil: Guia de aço: limpeza interna para remoção das limalhas liberadas pelo arame sólido em atrito com a guia. A guia deve ser removida da tocha regularmente para inspeção e limpeza com ar comprimido a fim de remover os resíduos deixados pelo arame no seu interior. No caso das guias de teflon e nylon, não ocorre acúmulo de limalhas internas, o desgaste é natural e não há meios de evita-lo. A guia espiral também se desgasta internamente com o atrito e deve ser substituída em tempos regulares. Média de vida útil aproximada: Guia de aço: Até 240 horas de uso; Teflon: Até 60 horas de uso; Nylon: Até 40 horas de uso PROCESSO DE SOLDAGEM POR ELETRODO TUBULAR (FCAW) Bibliografia: Paulo Vilani Marques, Paulo J. Modenesi e Alexandre Q. Bracarense, SOLDAGEM – Fundamentos e Tecnologia. Editora UFMG. https://www.esab.com.br/br/pt/education/blog/processo_soldagem_arames_tubulares.cfm https://www.esab.com.br/br/pt/education/blog/processo_soldagem_arames_tubulares.cfm O processo de soldagem com arames tubulares FCAW (Flux Cored Arc Welding) é, fundamentalmente, um processo de soldagem MIG/MAG (Gas Metal Arc Welding), pois é baseado nos mesmos princípios e utiliza, basicamente, os mesmos equipamentos. As principais diferenças entre ambos os processos estão relacionadas à versatilidade, produtividade e integridade do metal depositado garantidas com arames tubulares. O processo tem também suas semelhanças com o processo de soldagem por eletrodos revestidos. TIPOS DE ARAMES TUBULARES – (Ref. ESAB) Com gás de Proteção - Metal Cored: Possuem em seu interior um fluxo composto por PÓS-METÁLICOS, proporcionando alta eficiência de deposição (95%). Suas características incluem também baixa quantidade de fumos (melhor ambiente de trabalho), respingos (menor índice de retrabalho) e também baixo índice de hidrogênio difusível. São arames de alta produtividade e indicados para soldagem de alta responsabilidade. Bastante utilizados na indústria automobilística. - Flux Cored: Possui em seu interior um fluxo composto por PÓS NÃO METÁLICOS, proporcionando alta produtividade através de maiores velocidades de soldagem. A soldagem com este tipo de arame tubular proporciona a formação de escória que além de proteger a poça de fusão, contribui para um melhor desempenho na soldagem fora de posição. Bastante utilizados nas indústrias de construção naval, offshore e em pipelines. Podem ser do tipo rutílico ou básico, sendo o rutílico mais comum e indicado para aplicações gerais e o básico para aplicações que requerem altíssima tenacidade. Sem Gás de Proteção - Autoprotegidos: Possui em seu interior um fluxo composto por elementos capazes de gerar os gases necessários para proteção da poça de fusão e do arco elétrico, não necessitando desta maneira de uma fonte externa de proteção gasosa. É uma ótima alternativa para soldagem em campo em substituição aos eletrodos revestidos, uma vez que proporciona maior produtividade em relação ao processo SMAW (MMA). Vantagens do Processo de Soldagem com Arames tubulares Aumento de produtividade em relação à soldagem MIG/MAG ou com eletrodos revestidos: Na soldagem com arames sólidos toda a seção transversal conduz corrente elétrica. Já, na soldagem com arames tubulares apenas a região da fita metálica conduz corrente elétrica, ocasionando desta maneira aumento da taxa de fusão por efeito joule para uma mesma corrente de soldagem. Maior facilidade e produtividade na soldagem fora de posição: A escória dos arames tubulares rutílicos atua sustentando a poça de fusão na soldagem fora de posição, isso possibilita a utilização de maiores correntes de soldagem e, consequentemente, promove maior produtividade. Além da proteção, os fluxos podem ter outras funções semelhantes às dos revestimentos de eletrodos, como desoxidar e refinar o metal de solda, adicionar elementos de liga, estabilizar o arco, etc. Muitos arames tubulares são desenvolvidos para serem usados com uma proteção externa adicional. Os gases ricos em CO2 são os mais comuns. O metal de solda pode ser depositado a taxas de deposição maiores, e os cordões de solda podem ser mais largos e com melhor perfil do que os produzidos com arames sólidos, mesmo tendo como gás de proteção o CO2. “A soldagem com arames tubulares é um processo que acumula as principais vantagens da soldagem MIG/MAG, como o alto fator de trabalho do soldador, alta taxa de deposição e alto rendimento, que resultam em grande produtividade e as vantagens da soldagem com eletrodo revestidos como a alta versatidlidade, possibilidade de ajustes de composição química do metal de solda e facilidade de operação em campo. A alta produtividade é uma das grandes vantagens do processo de soldagem com arames tubulares e está associada, principalmente, as altas taxas de deposição obtidas nesse processo. Diferença entre a condutividade elétrica do fluxo interno e do revestimento externo metálico dos arames tubulares garante maiores densidades de corrente e, consequentemente, maiores taxas de deposição se comparado ao arame sólido. Arames tubulares possuem um arco mais largo. As gotas espalham-se e criam uma área de projeção maior, distribuindo, portanto, toda a energia de soldagem mais uniformemente. Essa diferença nas características do arco entre os arames sólidos e os arames tubulares tem um efeito significativo na qualidadedo metal de solda. Diferenças entre os arames sólidos e os arames tubulares na qualidade do metal de solda depositado Arames tubulares possuem um arco mais largo. As gotas espalham-se e criam uma área de projeção maior, distribuindo, portanto, toda a energia de soldagem mais uniformemente. Essa diferença nas características do arco entre os arames sólidos e os arames tubulares tem um efeito significativo na qualidade do metal de solda. EQUIPAMENTOS E PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS Fonte de soldagem semelhante às utilizadas no processo MIG/MAG. O controle do comprimento do arco é semelhante ao da soldagem MIG/MAG. Entretanto, requer, em alguns casos, equipamentos de maior capacidade. Os arames tubulares autoprotegidos produzem seu próprio gás de proteção através da decomposição, no arco, de vários elementos do fluxo. Dessa forma, arames tubulares autoprotegidos não exigem proteção gasosa externa, podendo ser empregados sob ventos moderados com perturbações mínimas da atmosfera protetora em torno do arco EQUIPAMENTOS E PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS OUTRAS CARACTERÍSTICAS DA SOLDAGEM COM ARAMES TUBULARES → A fonte de gás de proteção é semelhante à soldagem MIG/MAG, consistindo de uma fonte de gás, reguladores de pressão/vazão e mangueiras. → Tocha de soldagem mais simples, uma vez que não há necessidade de bocais de gás de proteção na soldagem com arames autoprotegidos. → Consumíveis são os arames tubulares, gases de proteção, e produtos anti-respingos. https://www.youtube.com/watch?v=bVTc6483Yl8 Tocha de soldagem para arame tubular auto protegido https://www.youtube.com/watch?v=bVTc6483Yl8 ESPECIFICAÇÕES ASME / AWS EXEMPLOS https://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901098rev1_apostilaaramestubulares_ok.pdf https://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901098rev1_apostilaaramestubulares_ok.pdf https://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901098rev1_apostilaaramestubulares_ok.pdf EXEMPLOS https://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901098rev1_apostilaaramestubulares_ok.pdf Robô para soldagem com arames tubulares TÉCNICAS DE SOLDAGEM Manipulação da tocha Juntas em ângulo na posição vertical Oscilação triangular para filetes em um só passe. Se necessário, os passes subsequentes devem ser depositados usando técnicas similares à do enchimento vertical em juntas de topo. https://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901098rev1_apostilaaramestubulares_ok.pdf https://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901098rev1_apostilaaramestubulares_ok.pdf TÉCNICAS DE SOLDAGEM Manipulação da tocha Juntas em ângulo na posição vertical Restringir a progressão descendente para chapas finas com perna até 6 mm. Pode ser usada para o 1o passe ou para juntas multipasse. https://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901098rev1_apostilaaramestubulares_ok.pdf https://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901098rev1_apostilaaramestubulares_ok.pdf JUNTAS EM ÂNGULO NA POSIÇÃO VERTICAL Preparação do nariz. Pode ser usado um ângulo de 10° acima da horizontal para passes de raiz com o intuito de auxiliar na estabilidade do arco e no controle da penetração. Preparação com nariz zero https://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901098rev1_apostilaaramestubulares_ok.pdf https://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901098rev1_apostilaaramestubulares_ok.pdf OBS: Uma velocidade de soldagem maior diminui o aporte térmico e as possibilidades de distorções. A técnica de oscilar é mais satisfatória para passes de solda largos – um único passe Técnicas de oscilação na progressão descendente https://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901098rev1_apostilaaramestubulares_ok.pdf https://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901098rev1_apostilaaramestubulares_ok.pdf Para aplicações onde é requerido um controle rígido do nível de hidrogênio, recomenda-se o seguinte procedimento: Armazenagem Embalagens originais não violadas: Temperatura ambiente mínima: + 18°C. Umidade relativa máxima: 70% Estufagem Remover a caixa externa, o saco plástico, a sílica-gel, o suporte de papelão e o papel parafinado - Faixa de temperatura: 45 - 50°C CUIDADOS A SEREM TOMADOS BOAS PRÁTICAS: Não há diferenças práticas no serviço e na manutenção durante a soldagem de arames sólidos ou de arames tubulares. Por isso, são recomendadas as seguintes atividades: ➢ verificar periodicamente o bico de contato; ➢ remover os respingos acumulados no interior do bocal e no bico de contato; ➢ limpar o conduíte na direção de alimentação do arame tubular; ➢ limpar as roldanas e o bocal guia; ➢ quaisquer componentes ou peças que mostrem sinais de desgaste ou de avaria devem ser substituídos. Outros cuidados não menos importantes que devem ser observados são os seguintes: evitar contato das mãos no arame tubular – provoca oxidação; Recomendamos proteger a bobina com plástico no final do expediente ideal é voltar a bobina para a estufa, principalmente em locais com umidade alta; abrir a embalagem somente no momento do uso; evitar uso de anti-respingo nas juntas – provoca porosidade. Usar somente no bocal, e atenção aos excessos de anti-respingo no bocal; evitar soldagem em juntas oxidadas, com tintas de fundo (primer), zarcão, tintas em geral e tinta de traçagem. (*) “O controle conhecido como “indutância” permite o ajuste das características dinâmicas da fonte, em particular, da velocidade de variação da corrente de soldagem como resultado de variações no comprimento do arco ou da ocorrência de um curto circuito entre o eletrodo e a peça.” (Ref.: https://demet.eng.ufmg.br/wp-content/uploads/2012/10/pratica_gmaw.pdf) Dessa forma, pode-se dizer que a indutância influencia diretamente no modo de transferência de metal que é função, dentre outros parâmetros, do valor da corrente de soldagem, consequentemente na geometria do cordão de solda. 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