AULA Processos de Soldagem

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PROCESSOS DE SOLDAGEM
 ELETRODO REVESTIDO
 MIG/ MAG
 TIG
 ARCO SUBMERSO
ENG. MSc. JEFERSON DE OLIVEIRA
Email: Jeferson.oliveira@docente.unip.br
Engenharia
Mecânica/Produção/Mecatrônica
Processo de Fabricação
Eletrodo Revestido
“SMAW - Shielded Metal Arc Welding”
ELETRODO REVESTIDO
Fabricação de eletrodos revestidos
Eletrodos revestidos para aços carbono consistem de apenas dois
elementos principais: a alma metálica, normalmente de aço de
baixo carbono, e o revestimento.
A alma metálica contém alguns elementos residuais, porém os
teores de fósforo e enxofre devem ser muito baixos para evitar
fragilização no metal de solda. A alma metálica tem as funções
principais de conduzir a corrente elétrica e fornecer metal de
adição para a junta.
Os ingredientes do revestimento, dos quais existem literalmente
centenas para escolher, são cuidadosamente pesados, misturados
a seco — mistura seca — e então é adicionado o silicato de sódio
e/ou potássio — mistura úmida — que é compactada em um
cilindro e alimentada à prensa extrusora.
CARACTERISTICA VISUAL DO ELETRODO
Principais funções do revestimento
- Proteção do metal de solda - a função mais importante do
revestimento é proteger o metal de solda do oxigênio e do nitrogênio do
ar quando ele está sendo transferido através do arco, e enquanto está no
estado líquido.
- Estabilização do arco - um arco estabilizado é aquele que abre
facilmente, queima suavemente mesmo a baixas correntes e pode ser
mantido empregando-se indiferentemente um arco longo ou um curto.
- Adições de elementos de liga ao metal de solda - uma variedade de
elementos tais como cromo, níquel, molibdênio, vanádio e cobre
podem ser adicionados ao metal de solda incluindo-os na composição do
revestimento.
- Direcionamento do arco elétrico - o direcionamento do fluxo do
arco elétrico é obtido com a cratera
CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRODOS
Os eletrodos para aços carbono são classificados pelos
fabricantes de consumíveis, em conformidade com a
especificação acima, com base nas propriedades mecânicas
(também conhecidas como propriedades físicas) do metal de
solda, no tipo de revestimento, na posição de soldagem, e no
tipo de corrente (CA ou CC).
Seleção do eletrodo adequado para aços carbono
Muitos fatores devem ser considerados quando se seleciona o eletrodo adequado
para uma determinada aplicação. Alguns itens a serem considerados são:
- tipo do metal de base
- posição de soldagem
- equipamento disponível
1. para uma penetração mais profunda empregue CC+
2. para uma penetração menos profunda e maior taxa de deposição empregue CC-
3. para ficar livre de sopro magnético aplique CA
- espessura da chapa
- custos da soldagem - os principais fatores que afetam os custos da soldagem são:
a taxa de deposição, a eficiência de deposição e o custo dos eletrodos
Parâmetros de soldagem
A Tabela abaixo mostra os parâmetros de soldagem recomendados para a 
soldagem com eletrodos revestidos OK® para aços carbono e suas 
respectivas taxas de deposição e eficiências de deposição.
Tipos de corrente
O eletrodo escolhido funcionará apenas com a fonte apropriada.
A Tabela XII relaciona o tipo de corrente para o qual cada eletrodo foi
desenvolvido.
Cabos de solda
O cabo do eletrodo e o cabo terra são partes importantes do circuito de
soldagem. Eles devem ser muito flexíveis e ter um bom isolamento
resistente ao calor. As conexões no porta-eletrodo, o terminal terra e os
terminais da fonte de energia devem ser soldados ou bem prensados para
assegurar baixa resistência elétrica.
VANTAGENS , LIMITAÇÕES E APLICAÇÕES
MIG/MAG
“GMAW - Gas Metal Arc Welding”
Descrição do Processo
Na soldagem ao arco elétrico com gás de proteção (GMAW – Gas
Metal Arc Welding), também conhecida como soldagem MIG/MAG
(MIG – Metal Inert Gas e MAG – Metal Active Gas), um arco elétrico
é estabelecido entre a peça e um consumível na forma de arame.
Modos de transferência de metal
 Curto-circuito: são utilizados arames de diâmetro na faixa de 0,8 mm a 1,2
mm
 Transferência globular: Quando a corrente e a tensão de soldagem são
aumentadas para valores acima do máximo recomendado
 Soldagem por aerossol (spray): Aumentando-se a corrente e a tensão de
soldagem ainda mais, a transferência de metal torna-se um verdadeiro arco em
aerossol (spray).
Soldagem com Arames Tubulares
 O arame tubular é um eletrodo contínuo de seção reta tubular, com um
invólucro de aço de baixo carbono, aço inoxidável ou liga de níquel, contendo
desoxidantes, formadores de escória e estabilizadores de arco na forma de um
fluxo (pó).
EQUIPAMENTOS
 tocha de soldagem e acessórios;
 motor de alimentação do arame;
 fonte de energia.
Partes de uma tocha seca típica (tocha convencional ou refrigerada pelo 
gás de proteção) com extremidade curva, contendo os seguintes acessórios:
 bico de contato;
 bocal;
 conduíte;
 cabo.
Gases de proteção
O ar atmosférico é expulso da região de soldagem por um gás de
proteção com o objetivo de evitar a contaminação da poça de
fusão. A contaminação é causada principalmente pelo nitrogênio
(N2), oxigênio (O2) e vapor d'água (H2O) presentes na
atmosfera.
Argônio (Ar)
O argônio é um gás inerte que é usado tanto puro quanto em
combinações com outros gases para alcançar as características de
arco desejadas na soldagem de metais ferrosos e não ferrosos
Dióxido de carbono (CO2)
O dióxido de carbono é largamente empregado na soldagem de aços.
Sua popularidade é devida a sua disponibilidade e à boa qualidade da
solda, bem como pelo seu baixo custo e instalações simples
Arame
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.
Vantagens
A soldagem pode ser executada em todas as posições;
 Não há necessidade de remoção de escória;
 Alta taxa de deposição do metal de solda;
 Tempo total de execução de soldas de cerca da metade do tempo
se comparado ao eletrodo revestido;
 Altas velocidades de soldagem; menos distorção das peças;
 Largas aberturas preenchidas ou amanteigadas facilmente, tornando
certos tipos de soldagem de reparo mais eficientes;
 Não há perdas de pontas como no eletrodo revestido.
TIG
“GTAW - Gas Tungsten Arc Welding”
Descrição do Processo
O processo de soldagem TIG ou Gas Tungsten Arc Welding ( GTAW ), como é
mais conhecido atualmente, é um processo de soldagem a arco elétrico que
utiliza um arco entre um eletrodo não consumível de tungstênio e a poça de
soldagem
PRINCÍPIOS DE OPERAÇÃO:
O GTAW funciona através do eletrodo de tungstênio (ou liga de
tungstênio) preso a uma tocha. Por essa mesma tocha é alimentado o gás
que irá proteger a soldagem contra a contaminação da atmosfera. O arco
elétrico é criado pela passagem de corrente elétrica pelo gás de proteção
ionizado, estabelecendo-se o arco entre a ponta do eletrodo e a peça.
Em termos básicos, os componentes do GTAW são:
1. Tocha;
2. Eletrodo;
3. Fonte de Potência;
4. Gás de Proteção
Variáveis do Processo
As variáveis que determinam basicamente o processo são a
tensão do arco, a corrente de soldagem, velocidade de avanço e o
gás de proteção. Deve-se considerar que as variáveis não agem
especificamente de forma independente, havendo forte interação
entre elas.
1. Corrente do arco;
2. Perfil da ponta do eletrodo;
3. Distância entre o eletrodo e a peça (comprimento do arco);
4. Tipo da gás de proteção;
EQUIPAMENTOS
1- Tocha
As tochas, são que suportam o eletrodo e conduzem o gás de 
proteção até o arco, são classificadas basicamente pelo seu 
mecanismo de refrigeração.
2- Pinças ou mandril (COLLETS)
Eletrodos de vários tamanhos são fixados apropriadamente no
mandril do bocal. Um bom contato entre o eletrodoe a parte interna
do mandril é essencial para uma transmissão correta da corrente e
refrigeração do eletrodo.
3 – Bocais
Gás de proteção é dirigido para a zona de soldagem por bocais
fixados na extremidade das tochas. O objetivo da utilização dos
bocais é produzir um fluxo laminar do gás de proteção.
4 – Eletrodos
No processo GTAW os eletrodos não são consumíveis e tem o
papel de servir como um dos terminais do arco que irá gerar o
calor para o processo. Ao aproximar-se da sua temperatura de
fusão (3410 C), o tungstênio torna-se termoiônico, como uma
fonte disponível de elétrons.
TECNICAS DE SOLDAGENS TIG
VANTAGENS
1. Produz soldas de qualidade superior, geralmente livres de
defeitos;
2. Está livre dos respingos que ocorrem em outros processos a
arco;
3. Pode ser utilizado com ou sem adição;
4. Permite excelente controle na penetração de passes de raiz;
5. Pode produzir excelentes soldagem autógenas (sem adição)
a altas velocidades;
6. Utiliza-se de fontes de energia de baixo custo;
7. Permite um controle preciso das variáveis da soldagem;
8. Pode ser usado em quase todos os metais;
9. Permite um controle independente da fonte de calor e do
material de adição.
SAW
Submerged Arc Welding
REFERÊNCIAS
 ESAB MIG Welding Handbook – ESAB Welding & Cutting Products
 COMPARAÇÃO ENTRE SOLDAGEM ROBOTIZADA COM
ARAME SÓLIDO E “METAL CORED” - A OCORRÊNCIA DO
“FINGER”, Welerson Reinaldo de Araújo, Dissertação de Mestrado, UFMG,
fev/2004
 MIG/MAG Welding, Svetsaren, vol. 58, no 2, 2003
 The ESAB Filler Metal Technology Course – ESAB Welding and
Cutting Products, 2000.
 Tecnologia da Soldagem – Paulo Villani Marques.