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8-Soldagem MIG_MAG

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Soldagem MIG/MAG (GMAW)
Fundamentos
Equipamento
Consumíveis
Técnica Operatória
Aplicações
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Fundamentos
A soldagem a arco gás metal (Gas Metal Arc 
Welding – GMAW) é um processo em que a união de 
peças metálicas é produzida pelo aquecimento 
destas com um arco elétrico estabelecido entre um 
eletrodo metálico nu, consumível, e a peça de 
trabalho.
A proteção do arco e da região da solda contra 
contaminação pela atmosfera é feita por um gás ou 
mistura de gases, que podem ser inertes ou ativos. 
No Brasil, o processo é conhecido como MIG (Metal 
Inert Gas) ou MAG (Metal Active Gas) quando o gás 
usado é inerte ou ativo, respectivamente.
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Fundamentos
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Fundamentos
A soldagem MIG/MAG é um processo normalmente 
semi-automático, isto é, 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 
contínua de arame eletrodo e o comprimento do arco 
é em princípio, mantido aproximadamente constante 
pelo próprio sistema, independentemente dos 
movimentos do soldador, dentro de certos limites.
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Fundamentos
A soldagem GMAW pode ser usada em materiais numa 
ampla faixa de espessuras. O diâmetro dos eletrodos 
usados varia normalmente entre 0,8 e 3,2mm. 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 Al, Cu, Mg, Ni e suas ligas. 
Espessura (mm) ► 0,4 1,6 3,2 4,8 6,4 10,0 12,7...
Procedimento
Passe único sem preparação
Passe único com preparação
Passes múltiplos ... 
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Fundamentos
Principais vantagens da soldagem MIG/MAG: alta taxa 
de deposição, alto fator de ocupação do soldador, 
grande versatilidade (materiais e espessuras aplicáveis), 
ausência de fluxos de soldagem e operações de remoção 
de escória e limpeza e necessidade de menor habilidade 
do soldador.
Principais limitações: maior sensibilidade à variação 
dos parâmetros do arco, forte interdependência destes, 
necessidade de um ajuste preciso para se obter certas 
características desejadas para a solda, maior custo do 
equipamento, maior necessidade de manutenção e menor 
variedade de consumíveis.
(em comparação a soldagem com eletrodos revestidos).
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Fundamentos
A soldagem GMAW e a com arame tubular (FCAW) 
são as que apresentaram o maior crescimento de 
utilização nos últimos anos, em escala mundial, devido 
à tendência à substituição da soldagem manual por 
processos semi-automáticos e mecanizados e soldagem 
automática e com utilização de robôs.
A transferência de metal é muito importante na 
soldagem GMAW pois a estabilidade do arco, a 
quantidade de gases absorvida pelo metal fundido, a 
aplicabilidade do processo em determinadas posições 
de soldagem e o nível de respingos gerados. 
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Fundamentos
Simplificadamente pode-se considerar que existem 
quatro formas básicas de transferência de metal de 
adição do eletrodo para a peça: por curto-circuito, 
globular, por “spray” ou aerosol e transferência 
controlada.
Estudos feitos com o uso de câmaras filmadoras e 
sistemas de aquisição de dados de alta velocidade 
mostraram que outras formas de transferência podem 
ocorrer, dependendo do material, do gás de proteção e 
dos parâmetros de soldagem. 
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Fundamentos
As quatro formas básicas de transferência de metal 
de adição do eletrodo para a peça são: transferência 
por curto-circuito, transferência globular, trans-
ferência por “spray” ou aerosol e transferência 
controlada. 
Estudos feitos com o uso de câmaras filmadoras e 
sistemas de aquisição de dados de alta velocidade 
mostram que outras formas de transferência podem 
ocorrer, dependendo do material, do gás de proteção 
e dos parâmetros de soldagem. 
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Fundamentos
A transferência por curto circuito ocorre para 
baixos valores de tensão e corrente e é normalmente 
usada na soldagem fora de posição ou em peças de 
pequena espessura (baixa energia de soldagem). Este 
modo de transferência caracteriza-se por 
instabilidades no arco e a formação de respingos, que 
pode ser limitada pela seleção adequada de 
parâmetros de soldagem e ajuste de indutância da 
fonte.
A estabilidade do arco e do processo aumentam com 
a freqüência de curto-circuito, até um certo limite.
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Fundamentos
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Fundamentos
Transferência globular: valores intermediários de 
tensão e corrente de soldagem e resulta em arco mais 
estável que no caso anterior, contudo a transferência 
é mais caótica 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.
É caracterizada por um nível elevado de respingos de 
grande volume e normalmente é evitada.
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Fundamentos
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Fundamentos
À medida que se 
aumenta a corrente de 
soldagem, o diâmetro 
médio das gotas de metal 
líquido diminui e acima de 
um certo valor, conhecido 
como “corrente de 
transição”, há uma 
mudança brusca no modo 
de transferência, que 
passa de globular para 
“spray”. Corrente
Nº de gotas Volume das gotas
Corrente de transição
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Fundamentos
Transferência spray: as gotas de metal são peque-
nas, com diâmetro menor que o do eletrodo e seu 
número bastante elevado. Ela só ocorre para determi-
nados gases ou misturas de gases de proteção. O arco 
é bastante estável, praticamente não há ocorrência 
de respingos e o cordão obtido é suave e regular. 
Material
Aço C
Alumínio
150
165
220
275
95
135
180
Argônio 2% Oxigênio
Argônio 2% Oxigênio
Argônio 2% Oxigênio
Argônio 2% Oxigênio
Argônio
Argônio
Argônio
0,8
1,0
1,2
1,6
0,8
1,2
1,6
Corrente de
transição (A)
Gás de proteção Diâmetro do
arame (mm) 
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Fundamentos
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Fundamentos
Transferência “spray” ! Jato de plasma forte se 
sobrepõe à ação da força gravitacional ! qualquer 
posição de soldagem MAS: só é possível com 
correntes relativamente elevadas ! não pode ser 
usada em chapas finas e fora da posição plana, devido 
ao tamanho elevado da poça de fusão.
Fontes eletrônicas: são possíveis outros modos de 
transferência através de perturbações controladas na 
corrente de soldagem e/ou na alimentação de arame, 
que resultam numa transferência controlada de metal 
de adição, que pode ter as características desejáveis 
da transferência por “spray”, mas em níveis baixos de 
corrente média, podendo ser usada em chapas finas ou 
fora da posição plana.
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Fundamentos
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Fundamentos
Para que um processo que utiliza eletrodo consumível 
opere de uma forma estável, dois requerimentos 
básicos devem ser satisfeitos:
(i) a velocidade de alimentação do arame (f) deve ser 
igual à velocidade media de fusão do mesmo (w), isto é:
f = w; e
(ii) o metal fundido formado na ponta do arame deve 
ser transferido para a poça de fusão sem causar 
fortes perturbações no processo. 
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Fundamentos
A soldagem GMAW convencional usa uma fonte do 
tipo tensão constante e um alimentador de velocidade 
constante. Neste sistema, a tensão (e o comprimento 
do arco) e a velocidade do arame permanecem 
aproximadamente constantes durante a operação e os 
valores de corrente e “stick-out” resultam de v e V e 
da distância da tocha à peça.
Assim, qualquer perturbação nas condições de 
soldagem resulta em alterações na corrente e no 
“stick-out”. Esta capacidade de manter o comprimento 
do arco relativamente constante e a fácil abertura do 
arco são as principais razões da grande popularidade, 
ainda hoje, desta forma de operação.
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Fundamentos
Na soldagem com transferência por CC, um aumento 
muito rápido na corrente causa a ruptura explosiva da 
parte liquida do eletrodo e a formação de respingos. 
Na soldagem convencional, controla-se a taxa de 
aumento da corrente através do aumento de 
indutância em série com o arco.
Uma dificuldade desta forma de operação é que o 
equilíbrio dinâmico do sistema é garantido por grandes 
variações na corrente de soldagem. Em soldagem com 
corrente pulsada, a estabilidade da transferência de 
metal de adição depende fortemente do valor da 
corrente de pulso e sua duração. 
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Fundamentos
Assim, garantir que valores adequados para a 
corrente e o tempo de pulso sejam mantidos durante a 
operação de soldagem pode ser problemático para 
equipamentos que fornecem corrente pulsada mas 
têm controle eletrônico convencional.
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Fundamentos
Controle Sinérgico
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Fundamentos
O termo engloba um grupo de técnicas de controle 
nas quais o valor e a estrutura da corrente são 
determinados pela velocidade de alimentação do arame 
ou vice-versa.
Um taco-gerador mede a velocidade de alimentação 
de arame e fornece um sinal para controle da saída da 
fonte de energia. A relação entre a corrente e a 
velocidade do arame é determinada por um conjunto 
de regras (algoritmo sinérgico). Diferentes algoritmos 
têm sido desenvolvidos para soldagem pulsada e com 
curto circuito. O termo "MIG sinérgico" atualmente 
engloba outras formas de controle associadas ao 
processo GMAW. 
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Fundamentos
Controle pela tensão do arco.
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Fundamentos
Controle CVCC ("Constant-Voltage/Constant-Current") 
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Fundamentos
Esta técnica foi implementada para melhorar a 
capacidade de auto ajuste do comprimento do arco sem 
prejudicar a transferência de metal. Opera-se com uma 
característica de corrente constante durante o período 
de base e com uma característica de tensão constante 
durante o período de pico.
Desta forma, o comprimento de arco passa a ser 
ajustado por variações na corrente durante o período 
de pico e opera com pulsos de curta duração e alta 
intensidade de corrente. Este sistema é 
particularmente popular na Europa.
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Fundamentos
Controle adaptativo:
Esta técnica envolve a medição de diferentes sinais 
(variações de corrente, tensão, luminosidade do arco, 
perfil ótico ou acústico da poça de fusão, etc.), que 
são processados, interpretados em termos de 
características do processo e enviados para o sistema 
de controle. O resultado instantâneo obtido é 
comparado com o esperado e as diferenças são 
corrigidas através de mudanças nos parâmetros de 
operação, com base em algum modelo teórico ou 
empírico. 
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Fundamentos
Variáveis como comprimento do arco, velocidade de 
soldagem, orientação da tocha, velocidade do arame, 
posicionamento ao longo da junta, controle da fusão, 
enchimento da junta, formação de defeitos, podem ser 
ajustadas.
Sistemas já foram sugeridos para monitoração em 
tempo real de alguns aspectos do processo, que é 
usada para o controle das condições de soldagem e o 
acompanhamento da junta. Entre as técnicas de 
monitoração utilizadas podem-se citar, por exemplo, a 
monitoração através de parâmetros do arco, sensores 
indutivos e o emprego de métodos óticos. 
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Equipamentos
O equipamento básico para a soldagem MIG/MAG é 
composto de uma fonte de energia, um alimentador de 
arame, uma tocha de soldagem e uma fonte de gás 
protetor, além de cabos e mangueiras. Dispositivos 
auxiliares como posicionadores e sistemas de 
movimento da tocha podem ser usados na soldagem 
mecanizada.
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Equipamentos
Soldagem GMAW ! duas alternativas que f=w: 
permitir que o equipamento controle a velocidade de 
alimentação, de modo a igualá-la à velocidade de fusão, 
ou manter a velocidade de alimentação constante e 
permitir variações nos parâmetros de soldagem, de 
modo a manter a velocidade de consumo 
aproximadamente constante e, em média, igual à 
velocidade de alimentação.
• Fonte tipo tensão constante e alimentador tipo 
velocidade constante ou
• Fonte tipo corrente constante e alimentador tipo 
velocidade variável.
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Equipamentos
Controle intrínseco do comprimento do arco.
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Equipamentos
Este tipo de sistema é mais barato e mais simples e 
apresenta bons resultados com arames mais finos (até 
3,2mm de diâmetro). No mercado nacional existem 
diferentes fontes e alimentadores de arame 
disponíveis, que atendem a uma faixa de necessidades 
bastante ampla. 
Os alimentadores são acionados por um motor CC e 
fornecem arame a uma velocidade constante, ajustável 
numa ampla faixa. Não existe qualquer dependência 
entre o alimentador e a fonte de energia, entretanto, 
ajustando-se a velocidade de alimentação de arame 
ajusta-se a corrente de soldagem.
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Equipamentos
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Equipamentos
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Equipamentos
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Equipamentos
Tochas: reta e pescoço de ganso
refrigeradas a gás ou a água
bico de contato
bocal
Fonte de gás: cilindro, regulador, válvula elétrica.
Misturadores
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Equipamentos
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Equipamentos
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Consumíveis
Os principais consumíveis utilizados na soldagem 
GMAW são: arame eletrodo, gás de proteção e anti-
respingos.
Os arames para soldagem são constituídos de metais 
ou ligas metálicas que possuem composição química, 
dureza, condições superficiais e dimensões bem 
controladas.Arames de má qualidade em termos 
destas propriedades citadas podem produzir falhas de 
alimentação, instabilidade no arco e descontinuidades 
no cordão de solda.
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Consumíveis
A classificação de arames para soldagem de aços 
carbono tem o seguinte formato:
ER XXY – ZZ
ER: material pode era usado como eletrodos (E) ou 
varetas (R) para soldagem a arco.
XX(X): resistência à tração mínima do metal 
depositado, em 103 psi.
Y pode ser um “S” (arame convencional), um “C” (arame 
para revestimento) ou um “T” (arame tubular).
ZZ indicam a classe de composição química do arame e 
outras características.
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Consumíveis
Os gases podem ser inertes (MIG) ou ativos (MAG) 
ou ainda misturas destes. O tipo de gás influencia as 
características do arco e da transferência de metal, a 
penetração, a largura e o formato do cordão de solda, 
a velocidade máxima de soldagem, a tendência ao 
aparecimento de mordeduras e o custo da operação.
Gases inertes puros são usados principalmente na 
soldagem de metais não ferrosos.
Na soldagem de ferrosos, a adição de pequenas 
quantidades de gases ativos melhora sensivelmente a 
estabilidade do arco e a transferência de metal. 
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Consumíveis
O custo da soldagem de aços carbono e de baixa liga 
pode ser reduzido com o uso de CO2. As misturas de 
gases, tanto ativos quanto inertes, em diferentes 
proporções, permitem melhores condições de 
soldagem em determinadas condições.
Nos últimos anos observou-se que misturas gasosas 
ternárias ou multi-componentes específicas apre-
sentam melhores resultados numa operação de 
soldagem em condições particulares.
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Técnica Operatória
A habilidade manual requerida do soldador GMAW é 
menor do que na soldagem com eletrodos revestidos 
(alimentação mecanizada), entretanto, a otimização de 
parâmetros é mais difícil de ser conseguida, devido ao 
maior número de variáveis deste processo e à maior 
interdependência destas.
A abertura do arco se dá por toque do eletrodo na 
peça. A tocha é aproximada da peça e acionado o 
gatilho, dando início à alimentação de arame e de gás 
de proteção e à energização do circuito de soldagem. 
Aguarda-se a formação da poça de fusão e se inicia os 
movimentos de translação e tecimento, uniformes.
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Técnica Operatória
As principais variáveis do processo GMAW são a 
tensão, a corrente e a polaridade do arco de soldagem, 
a velocidade de deslocamento, a vazão de gás protetor 
e o diâmetro e o comprimento do eletrodo percorrido 
pela corrente elétrica, conhecido como “stick-out”. 
O diâmetro do eletrodo é escolhido principalmente 
em função da espessura do metal base, da posição de 
soldagem e outros fatores que influenciam o tamanho 
da poça de fusão ou a quantidade de calor que pode 
ser cedida à peça (energia de soldagem). 
Para cada diâmetro de arame existe uma faixa de 
corrente de soldagem adequada, de forma que o arco 
apresente boas condições de operação.
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Técnica Operatória
O processo GMAW utiliza normalmente CC+, que 
resulta em maiores penetração e estabilidade de arco. 
CC- aumenta a velocidade de deposição e se usa, 
quando não não há necessidade de grande penetração 
(revestimento). CA não é normalmente usada.
A corrente de soldagem influencia diretamente a 
penetração, largura e reforço do cordão de solda, a 
taxa de deposição e a energia de soldagem e afeta o 
modo de transferência de metal. É escolhida em 
função da espessura das peças a unir, do diâmetro do 
eletrodo e da geometria desejada para o cordão de 
solda.
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Técnica Operatória
A tensão de soldagem afeta o comprimento do arco, o 
modo de transferência de metal e o formato do 
cordão. É escolhida de acordo com a corrente de 
soldagem e o gás de proteção.
Tensões elevadas resultam em maiores largura da 
solda e tendência à formação de respingos.
Tensões baixas favorecem a transferência por curto-
circuito e maior instabilidade do arco, que por sua vez 
facilita a absorção de gases da atmosfera e pode 
resultar em porosidade ou outros problemas.
Tensões muito baixas podem resultar em concavidade 
excessiva e má concordância do cordão com a peça 
(“overlap”).
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Técnica Operatória
O comprimento energizado do eletrodo (stick-out -
s) é definido como a distância entre a extremidade do 
bico de contato da tocha e a extremidade do arame 
em contato com o arco. Na prática toma-se o stick-out
como sendo a distância da extremidade do bico de 
contato até a peça.
Quanto maior for essa distância, maior será o 
aquecimento do arame por efeito Joule e menor a 
corrente necessária para fundir o arame, mantida a 
velocidade de alimentação. Inversamente, quanto 
maior o “stick-out”, maior a taxa de deposição, se 
mantida a corrente de soldagem. Dentro de certos 
limites, o aumento de stick-out pode ser usado para se 
aumentar a taxa de deposição.
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Técnica Operatória
A vazão de gás protetor deve ser tal que proporcione 
uma proteção eficiente contra a contaminação do arco 
e da solda pela atmosfera.
Em geral, quanto maior a corrente, maior a poça de 
fusão e a área a proteger e portanto maior a vazão 
necessária. Vazões reduzidas podem levar ao 
aparecimento de porosidades e outros problemas 
associados à falta de proteção, como perda de 
elementos de liga e deterioração de propriedades. 
Vazões elevadas podem causar depressões na poça de 
fusão e tornar o cordão de solda irregular, além de 
aumentar desnecessariamente o custo da operação.
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Técnica Operatória
A velocidade de soldagem influencia a energia de 
soldagem e a quantidade de calor cedido à peça. 
Velocidades muito baixas elevam o custo e podem 
causar problemas metalúrgicos devidos à energia de 
soldagem elevada. Velocidade elevada resulta em 
menores penetração, reforço e largura do cordão. 
Velocidades excessivas provocam o aparecimento de 
mordeduras, falta de fusão e/ou penetração.
Quanto a movimentos e posicionamento da tocha, 
valem as observações feitas para outros processos de 
soldagem. 
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So
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A
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 (G
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A
W
)
Aplicações Industriais
A soldagem GMAW é um processo versátil quanto a 
posições de soldagem, ligas e espessuras soldáveis. O 
MIG é usado na soldagem de não ferrosos e aços 
inoxidáveis e o MAG é extensivamente usada com 
diversos tipos de aços. Sua produtividade é bastante 
elevada, sendo quase sempre uma alternativa viável à 
soldagem com outros processos e pode ainda ser 
mecanizado de forma relativamente simples. A 
soldagem GMAW pode também ser usada na 
recuperação e revestimento de peças metálicas. Ela 
tem sido amplamente usada na indústria auto-
mobilística e ferroviária (robôs) e na fabricação de 
equipamentos e bens de médio e grande porte, como 
pontes rolantes, vigas, escavadeiras, tratores, etc.

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