Corte por grafite

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(ARC GOUGING AND CUTTING) PROCESSO DE CORTE A 
GRAFITE 
 
Flavio M. Pereira da Silva flavio-martins@ig.com.br 
Edson Francisco da Silva edsonfrsilva@hotmail.com 
Orientador: Luiz Gimenes Jr gimenes@infosolda.com.br 
 
INTRODUÇAO 
 
Corte a arco com eletrodo de carbono 
(CAC-A), a remoção é realizada por 
meio físico do metal base ou metal de 
solda usando um eletrodo de carbono, 
arco elétrico e ar comprimido. No 
processo de corte a grafite o calor é 
intenso entre o eletrodo de carbono e a 
peça de trabalho, derretendo uma parte 
do metal base, ou solda. 
Simultaneamente um jato de ar passa 
pelo arco com um volume e velocidade 
suficiente expusando o material 
fundido. Esta sequência pode ser 
repetida até a obtenção do chanfro ou 
corte exigido. 
O processo (CAC-A) não depende de 
oxidação para manter o corte, é capaz 
de cortar metais que o OFC não corta; 
aço inoxidável, muitas ligas de cobre e 
ferro. 
O material pode ser removido 
aproximadamente cinco vezes mais 
rapidamente por goivagem a arco que 
por rebarbação. Um chanfro de 3/8 
(9,525mm), por exemplo, pode ser 
goivado a uma velocidade de mais de 2 
fpm (609,6 mm por minuto). A 
profundidade do corte pode ser 
controlada bem próxima, e a escória da 
solda não inclina ou impede a ação da 
ferramenta cortante. O Custo de 
operação do equipamento de goivagem 
geralmente é menor do que o martelo 
rebarbador, e o equipamento de 
goivagem também requer menos 
espaço. Superfície goivada limpa e lisa, 
e também pode ser soldada sem 
nenhuma preparação adicional. 
O processo tem várias desvantagens. 
Porém. Não é tão bom comparando a 
outros processos de corte, que 
necessita de grande volume de ar 
comprimido. Operação imprópria da 
tocha pode resultar em ponto de 
carbono, (e mudanças metalúrgicas 
indesejáveis) em alguns materiais. 
Aumentando a dureza de produtos 
fundidos e matérias tratados pelo ar. 
APLICAÇÕES 
 
O processo CAC-A pode ser usado para 
preparar chapas para solda, fornecendo 
um ângulo oblíquo ou entalhe 
satisfatório, Veja Fig. 13.29. Também 
pode goivar uma costura atrás antes de 
soldar o segundo lado, Figo. 13.31. 
Fornece meios excelentes de remover 
soldas defeituosas ou soldas deslocadas. 
Tem muitas aplicações boas em 
indústria de fabricação de metal, 
fundição, Fig.13.30, construção, 
mineração, manutenção e reparos em 
geral. 
 
13.29 junta de topo chanfrada 
parcialmente pelo processo de corte a 
grafite 
 
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Fig. 13.30 excesso de metal sendo 
removido pelo processo de corte a 
grafite 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PORTA ELETRODO E CABO 
 
Este pode ser utilizado manualmente 
ou mecanizado, é frequentemente 
usado como um processo manual. Este 
requer um porta eletrodo e cabo com 
isolamento especial à pega do eletrodo 
é coberto com camada de cobre, leva a 
corrente, e conduz o ar comprimido e o 
dirigi ao metal fundido, nota fig. 13.32. 
Além disto, deve ter um gatilho para 
liberar o ar quando for necessário. 
 
 
 
 
13.31 goivagem de uma solda interna 
do tanque, bem como a preparação da 
solda externa 
 
 
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Fig. 13-32 tocha típica para goivagem 
manual. 
 
TIPOS DE ELETRODOS 
 
Deve ser usado eletrodo com 
revestimento especial de cobre; estão 
disponíveis vários tipos diferentes. O 
tamanho do eletrodo de grafite vai 
influenciar o tamanho da ranhura e a 
profundidade do corte. O eletrodo chato 
fixa e também varia a erosão no metal 
de solda. O eletrodo está disponível de 
? ”(3,175mm) a ¾” (19,05mm) de 
diâmetro. 
 
 
 
 
13.33 Goivagem mecanizada, 
fornecendo o curso automático ao 
longo da emenda. 
 
O tipo mais comum de tocha manual é 
mostrado na fig.13.32, onde o eletrodo 
é mantido em uma cabeça giratória. As 
tochas são geralmente resfriadas a ar, 
mas aquelas que são aplicadas alta 
corrente são resfriadas a água. 
Estão disponíveis três tipos de tochas 
mecanizadas. O tipo muito simples é 
montado em um carro da máquina, 
más requer alimentação manual do 
eletrodo (fig.13-33). Uma versão mais 
refinada do carro monta-se uma tocha 
que emprega uma mola que carrega o 
dispositivo e mantém uma distancia 
constante entre a tocha e a peça obra 
provendo uma profundidade uniforme 
na ranhura. A terceira e o tipo mais 
sofisticado tem controles eletrônicos 
que regula a voltagem e prove 
ranhuras com tolerância de 
profundidade de ± 0,025 in (± 
0,635mm). 
A especificação do tipo de eletrodo e 
corrente recomendada para goivagem 
em diferentes metais são resumidos na tabela 13-20 e discutido nos parágrafos 
seguintes. 
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TABELA 13-20. TIPOS DE ELETRODO E 
POLARIDADE RECOMANDADA PARA GOIVAGEM 
MATERIAL ELETRODOS FONTE 
DC DCEP AÇO AC AC 
DC DCEP AÇO INOX 
AC AC 
AC AC OU DEEN FERRO 
FUNDIDO DC DCEP(ALTA-AMPERAGEM) 
AC AC OU DCEN LIGAS DE 
COBRE DC DCEP 
LIGAS DE 
NIQUEL AC AC OU DCEN 
Manual AWS, sexta edição, seção 3ª. 
AÇO: eletrodos de corrente continua (dc) são usados com corrente continua (dc) no 
pólo positivo para baixa liga e aço inoxidável. Se corrente continua (dc) não está 
disponível corrente alternada (ac) com eletrodo de corrente alternada (ac) pode ser 
usado. Para está aplicação, a corrente alternada (ac) tem 50% da eficiência da 
corrente continua (dc). 
FERRO FUNDIDO: eletrodo de corrente alternada (ac) são usados com corrente 
continua (dc) na polaridade negativa ou com corrente alternada (ac) com a metade da 
amperagem para todo o ferro fundido, incluindo maleável e ferro fundido nodular. 
LIGAS DE COBRE: são usados eletrodos corrente continua (dc) com corrente 
continua (dc) pólo positivo em amperagem máxima se o conteúdo do cobre das ligas 
não for acima de 60% . Para ligas especiais sub-aquática, usar eletrodos de corrente 
continua (dc) com corrente continua (dc) polaridade negativa. Se o conteúdo do cobre 
for acima de 60% , ou se o metal base for extremamente grande, usar eletrodos de 
corrente alternada (ac) com corrente alternada (ac). Com 99,9% no eletrodo de grafite 
tem que ter uma vareta de aço no centro do eletrodo. 
LIGAS DE NIQUEL: usar eletrodos de corrente alternada (ac) com corrente alternada 
(ac). 
LIGAS DE MAGNÉSIO: eletrodos de corrente continua (dc) são usados com corrente 
continua (dc) pólo positivo, superfície goivada deve ser escovada antes da solda. 
LIGAS DE ALUMINIO: são usados eletrodos de corrente continua (dc) com corrente 
continua (dc) no pólo positivo. É obrigatório escovar antes da solda. Os eletrodos tem 
que estar afastados em 4” para a qualidade do trabalho. 
LIGAS ESPECIAIS: titânio, zircônio, hafnium e suas ligas podem ser cortadas por 
goivagem. É necessário uma operação de limpeza minuciosa após a goivagem se 
estes materiais forem soldados. 
 
 
 
 
 
 
 
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TABELA 13-21. Fonte de Força para Goivagem 
Tipo de 
corrente 
Tipo de fonte de 
força Observação 
 
DC 
Moto-gerador de 
tensão variável, 
retificador, ou 
equipamento com 
resistente a rede 
elétrica. 
Recomendado para todo tamanho 
de eletrodo. 
DC Moto-gerador tensão constante 
recomendado somente para 
eletrodos acima de 1/4" in. De 
diâmetro. 
AC transformador 
somente usado quando empregar 
eletrodosde corrente alternada 
(AC). 
AC-DC retificador 
fornecer satisfatoriamente 
corrente continua (DC) com 
transformador retificador de três 
fases. Corrente continua (DC) 
para fonte de fase simples não é 
recomendado. Corrente alternada 
(AC) para fonte de força AC-DC é 
suficiente se for usado eletrodos 
de corrente alternada (AC). 
 
 
 
FONTE DE FORÇA 
 
É possível goivar com corrente alternada (ac) este método não é o preferido. Uma 
fonte de corrente continua (dc) de capacidade suficiente no mínimo de 60 ciclos, ou 
retificador com uma geração motora vai dar os melhores resultados. Com corrente 
continua (dc) é operado dcep (eletrodos reais). 
Tensão do arco com arco goivando normalmente extende-se de quase 35 para 56 
volts. A lista da tabela 13-21 recomenda a fonte de força, e a lista da tabela 13-22 
recomenda quantidade de corrente. 
É recomendado que a fonte de força tenha proteção para sobrecarga na saída do 
circuito. Surge altas correntes no arco durante o processo de goivagem e estas 
correntes podem sobrecarregar a fonte. 
 
 
 
 
 
 
 
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TABELA 13-22. Margem recomendada para corrente de goivagem 
Tipo de eletrodo e fonte corrente máxima e mínima. 
 
 eletrodos tamanho 
 3,968mm 5/32in 
4,762m
m 3/16in 
6,35mm 
1/4in 
7,937mm 
5/16in 
9,525mm 
3/8in 
12,7mm 
1/2in 
eletrodos (DC), fonte DCEP 90 - 150 150 - 200 
200 - 
400 250 - 450 350 - 600 
600 -
1000 
eletrodos (AC), fonte (AC) - - 150 - 200 
200 - 
300 - - 300 - 500 400 - 600 
eletrodos (AC), fonte 
(DCEN) - - 
150 - 
180 
200 - 
250 - - 300 - 400 400 - 500 
 
 
Tabela 13-23. Consumo de ar para Goivagem 
tamanho máximo do 
eletrodo aplicação 
pressão 
(psi) 
consumo 
(cfm) 
6,35mm 1/4in tarefa intermitente, tocha manual 40 3 
6,35mm 1/4in tarefa intermitente, tocha manual 80 9 
9,525mm 3/8in finalidade geral 80 16 
19,05mm 3/4in tarefa pesada 80 29 
15,875mm 5/8in tocha mecanizada semi-automática 80 25 
 
 
 
SUPRIMENTO DE AR 
 
Normalmente as pressões de ar para a goivagem ficam entre 80 a 100 psi. Onde não 
há linha de ar comprimido disponíveis para a goivagem, é executado com tochas 
apropriadas para o trabalho leve, podendo operar com cilindros de gás com pressões 
abaixo de 40 psi. Pressões acima de 100 psi às vezes são utilizadas, mas não fornece 
nenhuma vantagem na eficiência da remoção do material. 
A tubulação da linha de ar deve ter pelo menos ¼ de polegada. Para tochas manuais e 
mecanizadas, com exceção das tochas com controle de tensão. Estes requerem tubos 
com o diâmetro no mínimo de ½ polegada. Exigências típicas da lista da tabela 13-23 
para fonte de ar comprimido. 
 
CONSIDERAÇÕES METALÚRGICAS 
 
O uso correto do eletrodo de grafite 
para goivagem não causa 
aparentemente nenhum efeito 
prejudicial, tanto para absorção de 
carbono, resistência à corrosão, ou a 
distorções. As mudanças metalúrgicas 
produzidas pelo processo são similares 
às do processo de soldagem a arco; 
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isto é, uma camada fina endurecida, 
pode aparecer em alguns metais, mas 
a zona de fusão da soldagem posterior 
reduz a dureza. A contaminação de 
cobre pelo eletrodo de cobre não é 
detectada. 
A penetração é menor com o corte a 
grafite do que o corte com o oxigênio, 
desta maneira o corte a grafite produz 
menor distorção. A usinagem do aço 
baixo carbono não endurece o aço e o 
corte a grafite não é afetado. A 
superfície do ferro fundido e do aço 
temperado não pode ser usinada. 
Esta cama dura é de aproximadamente 
0,006in (0,15mm) de espessura, 
podendo ser facilmente removida por 
ferramentas de corte e penetração. 
 
DIAGNOSTICANDO 
 
A maioria dos problemas encontrados 
na goivagem são comuns. Por 
exemplo, o depósito de carbono no 
chanfro é geralmente causada pela 
falta de ar para expulsar a poça de 
fusão. Um arco instável faz com que o 
operador trabalhe lentamente, 
geralmente é causado pela corrente 
insuficiente. Um chanfro irregular onde 
o arco oscile de um lado para o outro, 
onde ocorre o superaquecimento do 
eletrodo, é normalmente causado pela 
corrente contínua polaridade negativa. 
A ação do arco intermitente resulta em 
chanfro de superfície irregular é 
também causado pela baixa velocidade 
de goivagem. Os depósitos de carbono 
ao longo do chanfro são causados pela 
falta do arco do eletrodo contra a peça. 
A escória aderida na face do chanfro 
são resultados da pressão insuficiente 
do arco. A distância incorreta do arco 
torna progressivamente o chanfro raso 
ou profundo. 
 
PRECAUÇÕES DE SEGURANÇA 
 
Todo processo no qual o metal líquido 
é espelido para cima obviamente 
apresenta perigo. O operador do 
processo de corte a grafite deve seguir 
as práticas de segurança na soldagem 
da seção 15.1 e particularmente deve 
ter atenção para fagulhas. Materiais 
inflamáveis devem ser removidos da 
área de trabalho, proteções de telas 
devem ser instaladas e o operador 
deve usar roupas de proteção, 
incluindo proteção auricular se o 
trabalho for exposto ao barulho.
 
GOIVAGEM E CORTE DE GRAFITE 
 
O processo de corte a grafite é capaz 
de cortar e goivar a maioria dos metais 
através do uso do arco concentrado no 
qual o metal derretido é localizado 
numa área específica. O metal 
derretido é imediatamente removido 
pela alta velocidade do gás ionizado ou 
grafite emitido através do orifício 
restrito. O corte a grafite opera em 
temperaturas de 18.000°F a 25.000°F. 
Este processo, o qual é comercializado 
desde 1950 é capaz de cortar ou goivar 
qualquer material metálico, estes são 
particularmente o atrativo para o uso 
em aço inox e ligas não ferrosas os 
quais não podem ser cortadas ou 
goivadas pelo processo oxigás, estes 
começarão a ser cortados 
instantaneamente sem a necessidade 
de um pré-aquecimento. 
O processo de corte a grafite pode ser 
usado manualmente ou 
mecanicamente. As primeiras tochas 
eram mecanizadas e operadas com 
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altas correntes (100-1000 Amp), com o 
gás argônio ou nitrogênio, mais 
recentemente, tochas manuais são 
desenvolvidas para operar entre 20 a 
125 Amp. e usam nitrogênio ou ar 
como ionizante. 
A energia fornecida para o processo de 
corte a grafite e goivagem tende a 
tensões mais altas que a fonte de 
alimentação. Maiores energias 
fornecidas também incorporam 
circuitos para ativar ou desativar a 
ionização, ajustes de corrente e um 
arco piloto para iniciar a transferência 
do arco para a peça. Estas unidades 
também são circuitos de trava de 
segurança para prevenir que o 
operador tenha contato com a alta 
voltagem se o eletrodo for exposto. 
Uma vez a máquina ajustada para 
determinada operação, o operador 
segura a tocha próximo da peça e 
aperta o gatilho. O arco piloto iniciará e 
dentro de poucos segundos o arco 
principal iniciará o corte. 
Para chapas acima de ½”, o processo 
de corte a plama é mais rápido do que 
o oxigás e produz superfícies muitos 
boas. Cortando, o orifício deve ter 
acima de 1/8” de distância da chapa e 
a tocha move-se ao longo da chapa 
com velocidade constante para 
produzir o corte. A copo de arraste 
permite em algumas tochas fornecer o 
correto alinhamento da distância para o 
corte quando o operador ajusta o copo 
na peça e move a tocha ao longo da 
linha de corte. A copo de arraste faz 
isso facilmente para que o operador 
mantenha a distância correta.O conjunto formado pelo eletrodo, o 
orifício e a tocha. O eletrodo é 
revestido com uma camada de cobre. 
O arco emitido a partir da camada na 
qual gradualmente é consumida com o 
uso, e estes necessitam ser repostos. 
Atocha contém um orifício no qual 
restringe a passagem do arco. Vários 
tamanhos de orifícios são encontrados 
onde o menor dos diâmetros opera 
com menor amperagem e produz maior 
restrição do que diâmetros maiores. Os 
bocais se desgastam gradualmente 
devendo ser trocados frequentemente. 
O corte a grafite pode ser usado para 
goivar. A principal diferença é o 
tamanho do orifício que é o maior do 
que o utilizado para corte e a tocha 
trabalha num ângulo maior do que 30 
graus e menor do que 90 graus como 
no corte. Goivagem pode ser usado 
para todos os metais e particularmente 
para o alumínio e aço inox quando o 
oxigás é insuficiente para 
contaminação do carbono.
 
 
As faíscas emitidas pelo corte a plasma, podem provocar incêndio; 
conseqüentemente, o material combustível e os solventes devem ser retirados da área 
onde será efetuado o corte. O arco do plasma emite-se a radiação intensa, visível, 
infravermelha e ultravioleta que pode ser prejudicial aos olhos e à pele. A mesma 
proteção do olho e de pele usada normalmente para a soldagem com o processo TIG 
(gás inerte tungstênio), deve ser usada. 
 
 
 
 
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Fonte de alimentação típica para plasma com cabo e tocha. 
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Corte manual por plasma em chapa de aço 
 
Bibliografia: 
Welding Handbook, American Welding Socielty, 8th edition 1995, vol. 1 2 3 e 4, USA.