Soldagem MIG eMAG

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Soldagem MIG MAG 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Soldagem MIG-MAG: Soldagem a Arco elétrico com Proteção gasosa 
 A soldagem MIG-MAG assim como no eletrodo revestido se utiliza de um 
arco elétrico para produzir o aquecimento do metal de adição e produz a união 
dos metais. No entanto o processo MAG utilizará um eletrodo metálico contínuo 
e consumível sem nenhum revestimento. Para realizar a proteção do arco contra 
a contaminação da atmosfera será utilizado gases ou uma mistura de gases que 
podem ser inertes ou ativos. Na figura 1 é possível visualizar uma breve 
descrição desse processo. No Brasil, o processo e conhecido como MIG quando 
a proteção usada é inerte ou rica em gases inertes ou MAG quando o gás usado 
é ativo ou contém misturas ricas em gases ativos. 
 
 
Figura 1: Representação esquemática do processo MIG /MAG 
 
 A soldagem com alimentação continua do arame e proteção gasosa, tais 
como: MIG/MAG e arame tubular (FCAW) têm sido as que apresentaram um 
maior crescimento em termos de utilização nos últimos anos, em escala mundial. 
Este crescimento ocorre principalmente devido à tendência em substituir, 
sempre que possível, a soldagem manual por processos semiautomáticos e 
mecanizados, para a obtenção de maior produtividade durante a soldagem. 
Estes processos têm se mostrado os mais adequados dentre os processos de 
soldagem arco, à soldagem automática e soldagem com utilização de robôs. 
 Na figura 2 temos um comparativo (do tempo em que minha avó ainda era 
virgem) que mostra o crescimento do processo MIG-MAG referente aos outros 
processos. Hoje a soldagem MIG-MAG é um dos processos a arco elétricos mais 
utilizados nos EUA, Europa e Japão, sendo que o Brasil segue a mesma 
tendência. 
 
Figura 2 – Comparativo referente ao crescimento dos procedimentos de 
soldagem ao longo dos anos. 
 
VANTAGENS DO MIG MAG 
 De um modo geral, pode-se dizer que as principais vantagens da 
soldagem MIG/MAG são: alta taxa de deposição e o alto fator de ocupação 
do soldador, grande versatilidade quanto ao tipo de material e espessuras 
aplicáveis, e limpeza e exigência de menor habilidade do soldador com total 
visibilidade, além de serem capazes de soldar quase todos os materiais 
estruturais: aços: carbono, baixa liga e inox; alumínio, níquel, magnésio, titânio, 
cobre; ferros fundidos e revestimento duro. 
Desvantagens 
 A principal limitação da soldagem MIG/MAG é a sua maior sensibilidade 
à variação dos parâmetros de operação do arco de soldagem, que influenciam 
diretamente na qualidade do cordão de solda depositado, além da necessidade 
de um ajuste rigoroso de parâmetros é dificultada pela forte interdependência 
destes e por sua influência no resultado final da operação. O maior custo do 
equipamento, a maior necessidade de manutenção deste, em comparação com 
o equipamento para soldagem com eletrodos revestidos, Sensibilidade as 
correntes de ar que pode desviar o arco e menor variedade de consumíveis são 
outras limitações do processo. Abaixo segue uma tabela com um breve resumo 
do que foi discutido nessa seção. 
 
 
Corrente elevada e alta produtividade 
 O processo é normalmente operado de forma semiautomática, podendo 
ser, também mecanizado ou automatizado. É o processo de soldagem a arco 
mais utilizado com robôs industriais. Como trabalha com um arame contínuo e 
relativamente finos (Entre 0,6 e 2 mm) (o que permite um elevado fator de 
ocupação do operador) e com elevadas densidades de corrente no eletrodo 
(elevada taxa de deposição) e apresenta uma elevada produtividade. 
 Estes aspectos têm levado a uma utilização crescente deste processo (e 
da soldagem com arames tubulares) em países desenvolvidos onde há elevados 
encargos trabalhistas, (“acho que vou virar soldador”) e a necessidade de maior 
produtividade tem promovido a substituição da soldagem com eletrodo revestido 
pela soldagem MIG/MAG. A tabela I mostra uma comparação entre os processos 
eletrodo revestido e MIG-MAG, Repare como a taxa de deposição é 
praticamente o dobro e com um fator de trabalho be maior. 
Tabela I – Comparação entre algumas características dos processos Eletrodo 
revestido e MIG-MAG. 
 
 
Fontes de Energia 
Para a grande maioria das aplicações de soldagem usa-se polaridade inversa, 
CC+. O cabo positivo deve ser conectado à tocha de soldagem e o cabo negativo 
à peça de trabalho. Essa configuração apresenta melhor penetração e 
estabilidade do arco. 
 
 
Figura 3 – Tipos de ligação e polaridade (Direta e inversa). Para melhores 
explicações abrir a apostila de parâmetros de soldagem . 
 
 
 
 
PROCESSO DE ALIMENTAÇÃO ARAME 
 
 
 A soldagem MIG/MAG é um processo normalmente semi-automático, 
em que a alimentação de arame eletrodo é feita mecanicamente, através de um 
alimentador motorizado, e o soldador é responsável pela iniciação e 
interrupção da soldagem, além de mover a tocha ao longo da junta. 
 A manutenção do arco é garantida pela alimentação continua do arame 
eletrodo, o comprimento do arco é, em principio, mantido aproximadamente 
constante pelo próprio sistema, independentemente dos movimentos do 
soldador, dentro de certos limites, nos sistemas mais comuns com este 
processo. 
Mecanismo de correção do arco elétrico 
 A extensão do eletrodo (stick-out) é a distância entre o último ponto de 
contato elétrico, normalmente a extremidade do bico de contato, e a superfície 
da peça. A Figura 4 mostra esquematicamente a extensão do eletrodo. É nessa 
região que ocorre o efeito Joule. 
 
Figura 4 – Efeitos dos paramentos de soldagem com a variação do Stick-out. 
 Ao aumentarmos a distância entre o bico de contato e a peça, causamos 
um aumento na extensão do eletrodo, e isso exige uma maior corrente de 
soldagem necessária para fundir todo esse arame a uma dada velocidade de 
alimentação. Porém, quando essa distância é aumentada, o aquecimento devido 
ao efeito Joule aumenta, uma vez que haverá uma maior extensão do eletrodo 
se chocando com os elétrons (lembrar do conceito físico de efeito joule) e 
consequentemente será necessário uma menor corrente de soldagem para 
fundir o arame e vice-versa. 
 Basicamente, quando essa distância é aumentada, o aquecimento devido 
ao efeito Joule aumenta e a corrente de soldagem necessária para fundir o 
arame é diminuída e vice-versa. Devido o eletrodo estar sendo agora alimentado 
mais rápido do que poderia ser fundido, o comprimento do arco retornará ao seu 
valor original, estabelecendo um equilíbrio entre os demais parâmetros de 
soldagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 2 – Variação dos Parâmetros de soldagem com stick out, repare que 
após uma leve perturbação, os parâmetros retornam aos valores normais. 
 
 Assim, qualquer perturbação nas condições de soldagem devido a falta 
de habilidade do operador é absorvida. Esta capacidade de manter o 
comprimento do arco de soldagem relativamente constante e a fácil abertura do 
arco são as principais razões da grande popularidade, ainda hoje, desta forma 
de operação. 
Corrente com o diâmetro do Eletrodo 
Tabela III – Faixas de correntes utilizáveis com arames de diferentes 
diâmetros e de diferentes materiais. 
 
MODO DE TRANSFERÊNCIA 
 Na soldagem com eletrodos consumíveis, o metal fundido na ponta do 
eletrodo tem que se transferir para a poça de fusão. 
 O modo de ocorrência desta transferência é muito importante na 
soldagem MIG/MAG, pois afeta muitas características do processo, como, por 
exemplo, a estabilidade do arco, a quantidade de gases (principalmente 
hidrogênio, nitrogênio e oxigênio) absorvida pelo metal fundido, a aplicabilidadedo processo em determinadas posições de soldagem e o nível de respingos 
gerados. 
Os tipos de transferência metálicas são determinados por: 
• O valor da corrente de soldagem; 
• Composição e diâmetro do arame; 
• Tipo de gás de proteção 
• O comprimento da extensão do eletrodo 
 De uma forma simplificada, pode se considerar que existem quatro formas 
básicas da transferência do metal de adição do eletrodo para a peça:. 
Modos de transferência 
• Curto-Circuito 
• Globular 
• Spray 
• Pulsado 
 
Transferência por curto Circuito 
 A transferência por curto circuito ocorre quando se usam baixos valores 
de tensão e corrente é o modo normalmente usado para soldagem fora da 
posição (posições diferentes da posição plana) ou na união de peças de pequena 
espessura, quando baixa energia de soldagem é necessária. Uma gota de metal 
se forma na ponta de eletrodo e vai aumentado de diâmetro, até tocar na poça 
de fusão, sendo rapidamente atraída para esta, como consequência da ação da 
tensão superficial. Conforme mostrado na figura 4. 
 
Figura 4 – transferência por curto-circuito. 
 Este modo de transferência caracteriza-se por uma grande instabilidade 
no arco, podendo apresentar a formação intensa de respingos. Entretanto a 
quantidade de respingos pode ser limitada pela seleção adequada de 
parâmetros de soldagem e ajuste da indutância na fonte de corrente durante a 
soldagem, com um valor máximo de corrente durante o curto-circuito ocorrem de 
forma suave, com um valor máximo de corrente durante o curto-circuito de modo 
que a ponta do eletrodo fique parcialmente mergulhada na cratera da poça de 
fusão. 
A figura 5 mostra a formação e transferência de uma gota metálica e a parte (b) 
mostra variações típicas da tensão e de alta corrente de soldagem de uma 
sequência curto-circuito. 
 
Figura 5 - Transferência por curto-circuito (a) variação de corrente durante o 
processo (b) variação de tensão durante o processo 
 
Transferência Globular 
 A transferência globular ocorre com valores intermediários de tensão e 
corrente de soldagem e resulta em arco mais estável que no caso anterior, 
contudo, a transferência é mais caótico e imprevisível. 
 O diâmetro médio das gotas transferidas varia com a corrente, tendendo 
a diminuir com o aumento desta, mas, em geral, é maior que o diâmetro do 
eletrodo. A transferência globular é caracterizada por um nível de respingos 
relativamente elevado e, como gotas de metal fundido se transferem 
principalmente por ação da gravidade, sua utilização estaria limitada à posição 
plana, mas em função de seu caráter casual, é evitada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6 - Formato da gota durante a transferência globular e sua corrente 
e voltagem que é intermediária a transferência entre curto circuito e spray 
Corrente de transição de globular para spray 
 
 
A figura 8 (a) mostra uma transferência globular e a parte (b) mostra a 
variação típica da corrente com este modo de transferência 
 
Figura 7 – Transferência globular (a) a variação de soldagem durante 
o processo (b). 
 
Transferência por Spray 
Na transferência por spray, as gotas metálicas sofrem a ação de vária 
forças de origem eletromagnética, que se sobrepõem à ação da força 
gravitacional e, assim em principio, este método seria aplicável a qualquer 
posição de soldagem. Entretanto, como esta transferência só é possível com 
correntes relativamente elevadas, não pode ser usada na soldagem de chapas 
finas, e sua utilização fora da posição pode ser problemática, devido ao tamanho 
elevado da poça de fusão, de difícil controle. 
 
Figura 8 - estrangulamento gerado pelo campo magnético para altas 
correntes durante o modo de transferência em spray. 
 
 
Figura 9 – (a) Transferência “spray” (b) a variação tópica da corrente e 
tensão de soldagem durante o processo (b). 
 
Soldagem Pulsada 
O Objetivo da soldagem a arco pulsado será Combinar os benefícios da 
transferência por curto circuito com o benefício da transferência por spray. 
Assim, podemos usar baixo aporte de calor, que permite a soldagem fora da 
posição e o uso em chapas finas (características da transferência por curto- 
circuito) como produzir um arco estável e firme, isento de respingos 
(características da transferência por spray). 
 
A transferência controlada mais usada é a pulsada que é uma 
transferência aproximadamente globular, porém mais estável e uniforme. 
Isto é conseguido pela pulsação da corrente de soldagem em dois 
patamares um inferior à corrente de transição e outro superior a esta, de modo 
que durante o período de tempo em que a corrente é baixa uma gota se forma e 
cresce na ponta do arame e esta é transferida quando o valor da corrente salta 
para o valor elevado. O resultado é que a corrente média de soldagem 
consegue ser mantida em valores muito abaixo da necessária para transferência 
por spray, mas mantendo suas características. 
 
 
 
Figura 10 – Variação típica de corrente durante o arco pulsado 
Consumíveis 
Os arames para soldagem são constituídos de metais ou ligas metálicas 
que possuem composição química, dureza, condições superficiais e dimensões 
bem controladas. Arames da má qualidade podem produzir falhas de 
alimentação, instabilidade no arco e descontinuidade no cordão de solda. 
Tabela III – Especificações AWS de materiais de adição para soldagem 
MIG/MAG 
 
Arames 
Um dos mais importantes fatores a considerar na soldagem MIG é a 
seleção correta do arame de solda. Esse arame, em combinação com o gás de 
proteção, produzirá o depósito químico que determina as propriedades físicas e 
mecânicas da solda. Basicamente existem cinco fatores principais que 
influenciam a escolha do arame para a soldagem MIG/MAG: 
• a composição química do metal de base; 
• as propriedades mecânicas do metal de base; 
• o gás de proteção empregado; 
• o tipo de serviço ou os requisitos da especificação aplicável; 
• o tipo de projeto de junta. 
Tabela V – Arame de soldagem do processo MIG-MAG. 
 
Os arames de aço para soldagem MIG/MAG e a arco submerso são 
tradicionalmente cobreado. A justificativa comumente dada para esse tipo de 
revestimento é que a camada de cobre protege o arame contra a corrosão e 
melhora contato elétrico entre este e o bico de contato na tocha de soldagem. 
Gases utilizados 
O processo MAG é utilizado apenas na soldagem de materiais ferrosos, 
tendo como gás de proteção o CO2 ou misturas ricas neste gás, enquanto a 
soldagem MIG pode ser usada tanto na soldagem de ferrosos quanto de não 
ferrosos, como alumínio, cobre, magnésio, níquel e suas ligas. Na tabela V e VI 
temos uma tabela com relação entre gás e metal a ser soldado, e a tabela VI as 
posições de soldagem e tipos de transferência. 
Os gases de proteção tem influência na: 
• Nas características do arco; 
• No tipo de transferência metálica; 
• Na velocidade de soldagem; 
• Na perda por projeção (respingos); 
• Na penetração e formato do cordão de solda; 
• No custo final da operação de soldagem; 
• Nas perdas de elementos químicos; 
• Na temperatura da poça de fusão; 
• Na sensibilidade à fissuração e porosidade; 
• Facilidade da execução da soldagem em diversas posições. 
 
 
 
 
Tabela V – Gases utilizados para cada aço e aplicação 
 
 
Tabela VI - Gases e misturas disponíveis comercialmente mais utilizadas 
na soldagem dos aços C-Mn e baixa liga, aços inoxidáveis e ligas de alumínio. 
 
Gases inertes puros: 
São usados na soldagem de metais não ferrosos, principalmente os mais 
reativos como titânio e magnésio. 
 
Soldagem demetais ferrosos: 
Adição de pequenas quantidades de gases ativos melhora a estabilidade 
do arco e a transferência do metal. 
Aços C-Mn e Baixa liga 
Os gases inertes são muito caros, porém os custos da soldagem podem 
ser reduzido com a utilização de mistura de gases de proteção como CO2, 
permitindo melhor estabilidade do arco e transferência do metal em certas 
aplicações. Nos aços ele também reduz a quantidade de respingos e melhora a 
qualidade de penetração do aço. () 
Em temperaturas elevadas o CO2 se decompõem em CO e O2. CO e O2 
podem provocar porosidade no cordão de solda. 
2𝐶𝑂2 → 2𝐶𝑂 + 𝑂2 
O uso de CO2 puro poderá causar uma redução das propriedades 
mecânicas e da resistência a corrosão causadas por oxidação dos elementos 
(Olha o oxigênio ali na equação pessoal) de liga bem como pelo aumento do teor 
de carbono. É aconselhável o uso de argônio puro, ou argônio e oxigênio em 
ligas de maior responsabilidade ou elementos desoxidantes. Abaixo segue o 
efeito dos gases de proteção para o aço carbono. 
 
 
Figura 11 - Perfil típico do cordão de solda para diferentes gases e 
misturas. 
Gases inertes 
Usados para soldagem de metais não ferrosos. Em ligas ferrosas, quando 
puros, causam instabilidade do arco e respingos. 
O hélio apresenta maior condutividade térmica do que o argônio. 
Resultando em maior penetração da soldagem para mesma corrente de 
soldagem, o hélio apresenta maior potência de arco. Uso na soldagem de 
materiais de elevada espessura, e materiais de elevada condutividade térmica. 
Hélio é cerca de 10 vezes mais leve que o Argônio. Resulta em maior 
consumo para garantir a mesma proteção. Devido ao seu custo proibitivo a 
utilização do Argônio é muito maior. E o hélio apresenta pouco uso industrial 
• Melhoram a transferência metálica; 
• Estabilizam o arco; 
• Minimiza a quantidade de respingos na soldagem dos aços. 
• Melhoram o perfil de penetração do cordão de solda. 
• Pode causar porosidade e perdas de elementos de liga (Cr, V, Ti, Mn e 
Si) devido ao poder oxidante do O2 e CO2. 
• Para evitar este problema é necessário usar arames com grande 
quantidade de desoxidantes.