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Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem Um arco elétrico é o fluxo presente de corrente elétrica entre dois eletrodos (eletrodo com pólo positivo se chama catodo e o eletrodo com pólo negativo se chama ânodo), formado quando a eletricidade salta de um eletrodo para o outro. A ligação feita a partir do salto cria uma "ponte" ou arco de elétrons visíveis a olho nu. 1. ARCO ELÉTRICO - Introdução Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 1. ARCO ELÉTRICO - Introdução Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 1. ARCO ELÉTRICO - Introdução Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 2. PARÂMETROS ELÉTRICOS DO ARCO ELÉTRICO DE SOLDAGEM Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 2.1 Intensidade de Corrente Baixa Intensidade de Corrente Alta Intensidade de Corrente Cordão + estreito e + raso Cordão + largo e + fundo Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 2.1.1 Tipo de corrente e polaridade em soldagem a arco elétrico Corrente alternada (CA) : Apresenta um sinal senoidal ou onda quadrada, que muda de sentido na mesma frequência que a tensão, ou seja, a polaridade se alterna em cada ciclo. Características: Queda de tensão ao longo do cabo de ligação é relativamente menor (soldagem com máquinas distante da peça), menor susceptibilidade a sopro magnético, menor estabilidade e dificuldade de ignição do arco. Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 2.1.1 Tipo de corrente e polaridade em soldagem a arco elétrico Corrente contínua constante (CCC) : Apresenta um sinal contínuo de intensidade constante de mesmo sentido, conforme polaridade direta CC-ou inversa CC+. Características: Maior estabilidade do arco, maior susceptibilidade ao sopro magnético. Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 2.1.1 Tipo de corrente e polaridade em soldagem a arco elétrico Corrente contínua pulsada de pulsos simples (CCP): Correntes de pulso com valores regulares, apresenta um sinal contínuo de intensidade variável de mesmo sentido, conforme polaridade direta CP- ou inversa CP+. Caracteriza-se por um pico de corrente elevada para promover fusão do eletrodo e corrente de base relativamente baixa, mas de modo a manter a estabilidade do arco entre pulsos durante a operação. Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 2.1.1 Tipo de corrente e polaridade em soldagem a arco elétrico Características da corrente contínua pulsada de pulsos simples (CCP) • Pico de corrente elevada para promover fusão do eletrodo e corrente de base relativamente baixa, mas de modo a manter a estabilidade do arco entre pulsos durante a operação. • Proporciona energia de soldagem relativamente menor, favorecendo um ciclo térmico mais moderado, preservando mais as propriedades e características do material de base nos processos TIG e MIG/MAG. Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 2.1.1 Característica da soldagem a arco elétrico em função do tipo de corrente – Processos com eletrodo não consumível • Eletrodo que sustenta o arco não se funde durante a operação de soldagem; • O arco gerado é independente do material de adição: TIG e PLASMA; Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 2.1.1 Característica da soldagem a arco elétrico em função do tipo de corrente – Processos com eletrodo consumível • Eletrodo que sustenta o arco se funde durante a operação de soldagem, depositando solda; • Eletrodo revestido, MIG/MAG, Arame tubular, Arco Submerso; CC - CC + Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 2.2 Tensão do arco Influência o formato do cordão de solda e o modo como a solda se transfere para a junta através do arco elétrico. Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 2.3 Direção de soldagem Determina a penetração e o reforço da solda. A técnica de soldagem empurrando pode gerar uma aparência boa, mas a penetração na maioria das vezes e prejudicada. Existe também a possibilidade de a escória escorrer na frente da poça de fusão, causando inclusão de escória e falta de fusão. Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 2.4 Energia de soldagem Energia de soldagem (E) é a energia introduzida no metal de base por unidade de comprimento do cordão de solda. 𝐸 = . 𝑉 . 𝐼 𝑣 I – Intensidade de corrente (A); V – Tensão do arco (V); v – Velocidade de soldagem (cm/min); - Rendimento térmico do processo de soldagem 𝐸𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑎 - Energia introduzida considerando a eficiência de cada processo. Joule/cm 𝐸𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑎 = 𝐸 . Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 3. FENÔMENOS NA SOLDAGEM A ARCO • Força de arraste; • Constrição do arco-plasma; • Estrangulamento da gota; • Sopro magnético; • Deflexão ou giro magnético; • Limpeza de óxido; Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 3. 1 Força de Arraste Devido as forças radiais, associadas ao campo magnético induzido pela corrente de soldagem, tem origens pressões de compressão ao longo da coluna do arco, gerando um gradiente de pressão e consequentemente, um arraste ou jato do plasma em direção a peça. • F1 e f2 – Forças radiais atuado ao longo do arco; • Pressão P1>P2 (devido menor área na coluna do arco onde atua f1. • Força de arraste (F) no sentido de maior pressão para menor pressão no arco Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 3. 2 Constrição do arco-plasma Constrição eletromagnética: Devido as forças radiais, associadas ao campo magnético induzido pela corrente de soldagem, o plasma é constringido de maneira a incidir numa área relativamente menor. Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 3. 2 Constrição do arco-plasma Constrição mecânica: O plasma é focado mecanicamente através de um bocal constritor na extremidade da tocha de soldagem. Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 3. 3 Estrangulamento da gota Devido a forças radiais, a gota de metal que se forma na extremidade do eletrodo sofre um estrangulamento, ocasionando seu desagarramento e facilitando sua transferência para a peça. Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 3. 4 Sopro magnético Desvio do arco durante a soldagem: campo magnético não homogêneo ao seu redor Arco vai buscar uma outra posição, em função da nova configuração do campo magnético ao seu redor, podendo ser natural ou forçado. Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 3.4.1 Sopro magnético: Natural • Deposito irregular de solda na junta; • Respingos em excesso. • Pode ser causado por distribuição assimétrica de material ferromagnético em torno do arco. • Inclinar o eletrodo na direção do sopro; • Usar corrente alternada; • Usar arco curto; PARA MINIMIZAR O EFEITO Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 3.4.2 Sopro magnético: Forçado • Arcos próximos, na soldagem com 2 ou mais cabeçote (atração e repulsão entre arcos); • Quando a peça a se soldar apresenta magnetismo residual, devido a processamentos anteriores (manuseio de peças por eletroímã) • O local de trabalho esta magnetizado em função do funcionamento de aparelho elétricos/magnéticos, que induzem campos magnéticos no ambiente. • Arcos próximos: alimentar os arcos com corrente contínua e alternada; • Procurar um distanciamento otimizado entre cabeçotes; • Magnetismo residual: desmagnetizar o material, por exemplo no caso dos aços carbono, aquecer o material acima da sua temperatura Curie* 768°C, para torna-lo não magnético; PARA MINIMIZAR O EFEITO Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 3.5 Deflexão ou giro magnético Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 3.5 Deflexão ou giro magnéticoKUKA - Magnetarc Aula 04 – Arco elétrico e fenômenos na soldagem 3.6 Limpeza de óxido
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