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Carlos Alexandre Wurzel Soldagem a arco elétrico com eletrodo revestido Conceito Soldagem a arco elétrico com eletrodo revestido (em Inglês Shielded Metal Arc Welding – SMAW), também conhecida como soldagem manual a arco elétrico (MMA), é um processo manual de soldagem que é realizado com o calor de um arco elétrico mantido entre a extremidade de um eletrodo metálico revestido e a peça de trabalho. O calor produzido pelo arco elétrico funde o metal, a alma do eletrodo e seu revestimento de fluxo. Carlos Alexandre Wurzel Esse processo teve início no princípio do século 20, com utilização de arames nus para cercas, ligados à rede elétrica. O resultado dessa prática era geralmente pobre, com sérios problemas de instabilidade de arco e depósitos de solda contaminados. Observou-se que arames enferrujados, ou cobertos com cal, proporcionavam melhor estabilidade de arco, tendo-se adotado o eletrodo com revestimento ácido ainda no começo da primeira década. Observou-se também que, revestindo o arame com asbestos, o depósito era protegido da contaminação enquanto o algodão aumentava a penetração do arco. Esses fatos marcaram, em meados daquela década, o advento do revestimento celulósico. Desde esses estágios iniciais, o desenvolvimento tem sido contínuo, podendo-se mencionar o advento dos eletrodos rutílicos, em meados da década de 30; do revestimento básico, no início da década seguinte; e da adição de pó de ferro, em meados da década de 50. Funcionamento Os gases produzidos durante a decomposição do revestimento e a escória líquida protegem o metal de solda da contaminação atmosférica durante a solidificação. Devido à sua versatilidade de processo e da simplicidade de seu equipamento e operação, a soldagem com eletrodo revestido é um dos mais populares processos de soldagem. Carlos Alexandre Wurzel VARIÁVEIS ELÉTRICAS E OPERACIONAIS Uma característica importante da soldagem com eletrodos revestidos, que o diferencia dos demais processos semiautomáticos convencionais, é que a tensão de arco não é controlável independentemente dos outros parâmetros, por três razões básicas: * O controle da distância entre o eletrodo e a peça é realizado manualmente e não pode ser executado com grande precisão. * A transferência dos glóbulos no arco está associada a variações consideráveis no comprimento efetivo do arco (e consequentemente na tensão). * Maiores tensões são requeridas para operação normal, à medida que a corrente de soldagem é aumentada. Corrente de soldagem A corrente de soldagem controla de forma bastante predominante todas as características operatórias do processo, o aspecto do cordão e as propriedades da junta soldada. Ela controla de modo direto a magnitude e a distribuição espacial da energia térmica disponível no arco elétrico, e a maior parte dos fenômenos que ali ocorrem. A intensidade da corrente é o parâmetro determinante na taxa de deposição para dadas condições fixas de soldagem. A corrente de soldagem possui um efeito inversamente proporcional sobre a velocidade de resfriamento e essa característica limita a produtividade, uma vez que não se pode ter velocidades de resfriamento nem muito rápidas nem muito lentas. Uma maneira de controlar a velocidade de resfriamento, no entanto, é alterando a velocidade de soldagem. Outra limitação é que uma corrente elevada pode aquecer excessivamente o revestimento e causar sua degradação; por isso, os valores de corrente especificados pelo fabricante devem ser obedecidos. Carlos Alexandre Wurzel A intensidade da corrente é também um importante efeito controlador da penetração da solda, da largura e do reforço do cordão, além da diluição. As implicações advindas desses efeitos sobre a linha de produção variam conforme o caso específico: uma tal penetração é normalmente vantajosa para soldagens de união em geral, contribuindo para uma boa fusão e minimização da área da seção transversal das juntas; na deposição de revestimentos soldados, o requisito é inverso, sendo necessário minimizar a penetração. Parâmetros de tensão e corrente de soldagem Carlos Alexandre Wurzel Velocidade de avanço A velocidade de avanço é a segunda mais importante variável operatória do processo, apesar de seu controle ser consideravelmente impreciso no caso de aplicações manuais. Altura e largura do cordão variam inversamente com a velocidade de avanço. A implicação genérica é que a energia de soldagem pode ser mantida reduzida, mesmo com elevadas correntes, através do uso de altas velocidades de avanço. Assim, altas taxas de deposição podem ser obtidas, concomitantemente com micro estruturas mais refinadas, tanto na zona fundida como na termicamente afetada. Oscilação do eletrodo A oscilação do eletrodo tem um caráter intrínseco na soldagem com este processo e é necessária para a obtenção de formatos satisfatórios de cordão. Uma das mais importantes implicações relacionadas à oscilação de arco é que a velocidade efetiva de avanço é diminuída com o aumento da oscilação, aumentando a energia de soldagem. Nos casos em que o controle da energia introduzida é realmente requerido, cabe, portanto, minimizar a oscilação do eletrodo. Esta prática, entretanto, não deve ser usada indiscriminadamente, já que a produtividade fica prejudicada em decorrência do aumento de trabalho para a limpeza dos cordões entrepasses. Dependendo da posição de soldagem e do tipo de eletrodo empregado, uma oscilação mínima será sempre necessária, destinada a permitir o controle do banho de fusão, no sentido de restringir o movimento da escória, evitando inclusões no metal fundido. Dimensões do eletrodo Os diâmetros de eletrodos normalmente disponíveis variam de 1 a 8 mm e o comprimento de 350 a 470 mm. Os limites são normalmente ditados pela habilidade dos soldadores e pela posição de soldagem. O diâmetro do eletrodo Carlos Alexandre Wurzel é um dos principais fatores limitantes da faixa útil de corrente de soldagem, na medida em que ele controla a densidade de corrente elétrica por unidade de área de secção transversal da alma. Num extremo, a corrente de soldagem mínima utilizável é limitada pela instabilidade do arco, quando a densidade de corrente é muito reduzida; no outro extremo, a corrente de soldagem máxima é limitada pelo aquecimento resistivo, conforme mencionado antes. Na prática, esse limite máximo teórico é dificilmente atingido, já que nesse estágio a operação teria se degradado. Sob a óptica exclusiva de produtividade, deve ser escolhido o maior diâmetro de eletrodo praticável, para que se possa maximizar a taxa de deposição. Revestimentos de eletrodos Existem quatro tipos principais de revestimento como: básico, rutílico, celulósico e ácido • Eletrodo Celulósico: o revestimento desse tipo de eletrodo possui mais de 20% de material celulósico que se decompõem no arco formando quantidades expressivas CO e CO2 e hidrogênio. Esses gases são responsáveis pela proteção gasosa da poça. • A reação que resulta na liberação dos gases provoca um elevado jato de plasma, consequentemente uma alta penetração que por sinal é uma das grandes características desse eletrodo, ele também tem como característica a baixa estabilidade do arco, provocando assim grande quantidade de respingo, além do formato irregular das escamas do cordão de solda, mas possui deposito satisfatório em relação a resistência mecânica. • Esse tipo de eletrodo pode ser utilizado para soldar fora de posição (sobrecabeça), incluindo também na posição vertical descendente, pois sua escoria é fina e se solidifica rapidamente. O revestimento tem um papel muito importante na soldagem, um exemplo dessa importância no eletrodo revestido, é o caso do elevado nível de hidrogênio dissolvido na poça, que consequentemente tenderá a sofrer trinca a frio. Carlos Alexandre Wurzel • Eletrodo rutílico: Seu revestimento possui mais de 20% de óxido de titânio, constituído pela adição de areia de rutilo ou ilmenita, que confere uma alta estabilidade do arco, com tensões baixas comparado aos outros eletrodos, contudo a quantidade de respingo é baixa e o cordão de solda é de aspecto bom. • Na decomposição do eletrodo o revestimento reage formando o CO, CO2, hidrogênio e talvez o nitrogênio. Sua escória por ser ácida, pode ter sua viscosidade controlada de acordo a pequena quantidade de adição de minerais. • Além do óxido de titânio, esse eletrodo também pode ter 15% de material celulósico que o confere uma melhor proteção gasosa. Sua resistência mecânica e a ductilidade são consideradas como boa, e taxa de deposição pode melhorada com a adição de pó de ferro ao revestimento. • Eletrodos ácidos: O revestimento desse eletrodo é constituído por óxido de ferro e de manganês e silicatos. Sua escória é abundante e tem característica ácida, consequentemente esse caráter ácido resultará em uma intensa reação com a poça e essa escória será facilmente destacável. Os componentes como óxido de ferro e manganês possui tendência oxidante. • Os teores de carbono e manganês no depósito podem diminuir, dependendo do balaço que constitui a composição do revestimento, consequentemente terá um resultado na resistência mecânica e na ductilidade, mas esse não o único caso que os elementos do revestimento influenciarão na propriedade mecânica final, como é o caso de alguns revestimentos, que dependendo da sua composição total pode acarretar no teor de inclusões de óxidos e outros materiais não-metálicos, sendo significativo na ductilidade e tenacidade do material. • Eletrodos básicos: • A constituição desse eletrodo é baseada no carbonato de cálcio, possui características de fornecer depósitos com baixos teores de hidrogênio, quando é tomado cuidado em sua utilização e em seu armazenamento, possui caráter higroscópico. Carlos Alexandre Wurzel • Esse revestimento por possuir baixos teores de hidrogênio e inclusões de qualquer outro tipo, se torna utilizado em soldagem de responsabilidade e de materiais de difícil soldabilidade. • A proteção gasosa desse revestimento é baseada em CO/CO2, sem presença de hidrogênio. A escória por ter característica básica possibilita a redução do banho e a retirado de materiais não-metálicos encontrados na poça, como no caso dos sulfetos. • As propriedades mecânicas e resistência à trinca a frio e a quente são melhores que os demais revestimentos, tornando assim o mais apropriado para soldagem de aços-ligas e ligas não-ferrosas. Classificação dos eletrodos revestidos Em geral, um eletrodo em condições normais trará uma identificação em seu revestimento, na extremidade próxima à ponta. Esta identificação deverá ser composta de uma letra e quatro números. A sigla pertence, em geral, à norma americana de soldagem AWS (American Welding Society, ou Associação Americana de Soldagem). Carlos Alexandre Wurzel O terceiro número indica a posição de soldagem. Está nos permite trabalhar na posição desejada, dependendo da aplicação a ser realizada. Um eletrodo com classificação E 6013, o número 1 nos indica que podemos soldar em todas as posições. Se tivéssemos um número 2, a posição de soldagem seria apenas a posição plana e vertical. O quarto número é muito importante na hora de conhecer o eletrodo revestido. Este permite saber, entre outras coisas: • A corrente com a qual soldar e a polaridade a ser utilizada, no caso em que é necessário definir. A corrente pode ser contínua ou alternada. No caso de corrente contínua, existem duas possíveis polaridades: positiva ou negativa. • O tipo de escória depositada na soldagem. Esta pode ser celulósica, rutílica e básica. • O tipo de arco que se produz na soldagem: forte, fraco ou médio. • A penetração sobre o metal base, que pode ser pouca, média ou profunda. • A quantidade de pó de ferro. Esta pode chegar a 50%. Carlos Alexandre Wurzel Além da classificação descrita, a norma AWS permite, principalmente para eletrodos de revestimento básico, utilizar uma classificação opcional. Esses eletrodos utilizam uma sigla que é acrescentada à classificação básica da norma AWS. Elas são R e HZ, sendo R = Eletrodo resistente à umidade. Em uma condição ambiente de temperatura equivalente a 26,7ºC, umidade relativa do ar de 80%, para uma exposição de 9 horas à umidade, o nível de absorção deve ser inferior a 0,4%. Exemplo: E7018R. A segunda classificação adicional (HZ) se refere ao nível de hidrogênio do eletrodo, sendo que a letra Z equivale ao nível de hidrogênio (16, 8, 4 ml (H2) / 100g de metal depositado). Exemplo E7018H4 Carlos Alexandre Wurzel Descontinuidades comuns • O processo de soldagem por eletrodo revestido, o emprego correto de suas variáveis tais como a tensão e corrente de soldagem, a utilização correta dos eletrodos não menos importante, a técnica de manipulação (que envolve a experiência do soldador e/ou a automatização do processo) favorecem a uma boa qualidade na soldagem. Porém, defeitos de solda podem ocorrer por práticas inadequadas na soldagem. • Geralmente os defeitos encontrados são porosidade, trincas, falta de fusão, mordedura. • Falta de penetração é a ausência de profundidade da solda na peça. Geralmente ocorre devido a uma baixa corrente de soldagem, podendo ser corrigida simplesmente aumento dessa corrente. Outras causas podem ser angulação incorreta da porta eletrodos e baixa velocidade de soldagem. A figura abaixo mostra exemplos de falta de fusão. • Falta de fusão é a ausência de fusão entre o metal de solda e peça a ser soldada. A causa mais comum para este defeito é uma baixa velocidade de soldagem, consequência de uma técnica de soldagem deficiente. • Outro inconveniente é o uso de uma junta de solda muito larga, o metal de solda fundirá sem fundir as paredes da peça. Mesmo sendo possível soldar sobre óxido de ferro (ferrugem), o excesso do mesmo pode causar falta de fusão na soldagem. Carlos Alexandre Wurzel • Mordedura é um baixo relevo das bordas do cordão de solda (entalhe do metal de base ao longo das bordas do cordão). É muito comum em juntas sobrepostas, ocorrendo, porém em juntas de topo e em ângulo. • Esse defeito é causado principalmente por: alta velocidade da soldagem (a solidificação será extremamente alta e as forças de tensão superficial arrastarão o metal fundido para o centro do cordão), tensão do arco em níveis excessivos (que influenciará no comprimento do arco, que deve ser mantido curto para evitar mordeduras, aumentar a penetração e, consequentemente, garantir a integridade da solda) e correntes de soldagem excessivas. • Porosidade é o aprisionamento de gases dentro do cordão após a solidificação. A porosidade pode estar espalhada aleatoriamente pelo cordão ou concentrada no centro dele. Acontece devido à contaminação por ar atmosférico (contaminação proveniente do excesso ou escassez de gás de proteção, ou correntes de ar excessivas, que arrastarão o gás da região da poça), excesso de oxidaçãona peça utilizada (fonte de oxigênio e umidade), presença de sujeira. Outros inconvenientes são taxa de solidificação muito alta, velocidade de soldagem alta e valores de corrente muito baixos. • Trincas longitudinais são fissuras que ocorrem em sentido longitudinal da peça, no sentido do cordão, e podem ocorrer a quente ou a frio. Carlos Alexandre Wurzel • Trincas a quente, que ocorrem em temperaturas elevadas onde o cordão de solda ainda está se solidificando totalmente, são resultantes da escolha de arames de solda incorretos e/ou circunstância que deixem o cordão de solda com superfície excessivamente côncava, e trincas a frio, onde o cordão já se encontra totalmente solidificado, ocorrem quando a seção transversal é muito pequena para suportar as tensões atuantes ou devido à presença de hidrogênio. Soldagem MIG / MAG INTRODUÇÃO Os processos MIG (metal inert gas) e MAG (metal active gas) utilizam como fonte de calor um arco elétrico mantido entre um eletrodo nu consumível, alimentado continuamente, e a peça a soldar. A proteção da região de soldagem é feita por um fluxo de gás inerte (MIG) ou gás ativo (MAG). A soldagem pode ser semiautomática ou automática. Os primeiros trabalhos com estes processos foram feitos com gás ativo, em peças de aço, no início dos anos 30. O processo foi inviabilizado e, somente após a II Guerra Mundial, foi possível viabilizá-lo, primeiro para a soldagem de Carlos Alexandre Wurzel magnésio e suas ligas e em seguida para os outros metais, sempre, porém com gás inerte. Algum tempo depois foi introduzido no lugar do argônio o CO2, parcial ou totalmente, na soldagem dos aços. O processo MIG é adequado à soldagem de aços-carbono, aços de baixa, média e alta liga, aços inoxidáveis, alumínio e ligas, magnésio e ligas e cobre e ligas. O processo MAG é utilizado na soldagem de aços de baixo carbono e aços de baixa liga. CARACTERÍSTICAS GERAIS Vantagens: • Processo semiautomático bastante versátil, podendo ser adaptado facilmente para a soldagem automática; • o eletrodo nu é alimentado continuamente; • a soldagem pode ser executada em todas as posições; e a velocidade de soldagem é elevada; • taxa de deposição elevada devido à densidade de corrente alta na ponta do arame; • não há formação de escória e, consequentemente, não se perde tempo na sua remoção, nem se corre o risco de inclusão de escória na soldagem em vários passes; • penetração de raiz mais uniforme que no processo com eletrodo revestido; • processo com baixo teor de hidrogênio que, no caso de eletrodos nus, fica ao redor de 5 ppm/100 g de metal; • problemas de distorção e tensões residuais diminuídos; • soldagem com visibilidade total da peça de fusão; • possibilidade de controlar a penetração e a diluição durante a soldagem; • facilidade de execução da soldagem; Carlos Alexandre Wurzel • o soldador pode ser facilmente treinado para soldar em todas as posições. Limitações: • maior velocidade de resfriamento por não haver escória, o que aumenta a ocorrência de trincas, principalmente no caso de aços temperáveis; • a soldagem deve ser protegida de correntes de ar; • como o bocal da pistola precisa ficar próximo do metal-base a ser soldado, a operação não é fácil em locais de acesso difícil; • projeções de gotas de metal líquido durante a soldagem; • grande emissão de raios ultravioleta; • equipamento de soldagem mais caro e complexo que o do processo com eletrodo revestido; • equipamento menos portátil que o do processo com o eletrodo revestido. Carlos Alexandre Wurzel EQUIPAMENTOS Esquema dos equipamentos para o processo MIG/MAG A fonte de energia pode ser um gerador ou um retificador, ambos com características de potencial constante. A soldagem pelo processo MIG/MAG é geralmente feita em corrente contínua, que pode até ser pulsada. Há estudos para desenvolver o processo para corrente alternada. O alimentador de eletrodo é ligado à fonte de energia e possui controle para a velocidade de alimentação; a velocidade junto com a tensão selecionada na fonte, determinam o valor da corrente de soldagem. A pistola pode ser refrigerada a ar ou água, dependendo da escolha da corrente de soldagem, do tipo de gás de proteção e do tipo de junta. O reservatório de gás é um cilindro de aço com o gás adequado à soldagem. Acoplado à válvula de abertura existe, geralmente, um regulador de pressão e um medidor e controlador de vazão do gás de proteção. Carlos Alexandre Wurzel Pistola manual refrigerada a ar Pistola manual refrigerada a água Carlos Alexandre Wurzel Características elétricas de transferência Basicamente existem 4 tipos de transferência metálica no processo MIG/MAG: Transferência globular — Ocorre para baixas densidades de corrente e qualquer tipo de gás de proteção, especialmente para CO2 e hélio. A gota que se forma na ponta do eletrodo nu tem o diâmetro maior que ele, daí resultando a dificuldade em soldar fora de posição. A quantidade de calor colocada na peça a ser soldada tem um valor intermediário, comparando com os outros modos de transferência. Este tipo de transferência pode gerar falta de penetração, falta de fusão e/ou reforço do cordão de solda excessivo. Transferência por curto-circuito — Ocorre para eletrodos nus de diâmetros menores que os convencionais (0,8 a 1,2 mm), para valores mais baixos de corrente que a transferência globular e para qualquer tipo de gás de proteção. A gota que se forma na ponta do eletrodo nu toca a poça de fusão, formando um curto-circuito. A gota é puxada para a poça de fusão pela tensão superficial desta e, por isso, este modo de transferência é adequado. para todas as posições. A quantidade de calor colocada na peça é bem menor que a da transferência globular, sendo assim recomendada para soldar chapas finas. A penetração não é muito grande e existe problema de respingo e instabilidade do arco. Transferência por pulverização — Ocorre para elevadas densidades de corrente e quando se usa argônio ou misturas ricas em argônio como gás de proteção. A gota que se forma na ponta do eletrodo nu tem o diâmetro menor que o próprio eletrodo e é axialmente direcionada. A quantidade de calor colocada na peça para a solda é bastante elevada, sendo esse modo de transferência adequado para soldar chapas grossas. No caso da soldagem de aço-carbono, solda-se nas posições plana e horizontal (solda em ângulo). A penetração é bem elevada e o arco é bastante suave. Para um dado diâmetro de arame, o tipo de transferência metálica muda de globular para pulverização axial, à medida que se aumenta a corrente. À essa corrente dá-se o nome de corrente de transição globular/pulverização. Existe ainda uma segunda corrente de transição, na qual a transferência Carlos Alexandre Wurzel metálica passa de pulverização axial para pulverização rotacional. Neste modo de transferência, a ponta do eletrodo nu faz um movimento circular em torno de seu eixo, tornando a transferência bastante instável. Transferência com arco pulsado — A transferência é do tipo Pulverização axial. O equipamento de soldagem gera dois níveis de corrente. No primeiro, a corrente de base (Ib) é tão baixa que não há transferência, mas somente o início da fusão do arame. No segundo, a corrente de pico (Ip) é superior à corrente de transição globular/pulverização(It), ocasionando a transferência de uma única gota. Com isso consegue-se uma transferência com característica de pulverização, porém com uma corrente média bem menor. A quantidade de calor colocada na peça é menor que a da pulverização axial convencional; por isso, solda-se espessuras bem menores e consegue-se soldar em todas as posições. Corrente de transição globular/pulverização para diversos eletrodos nus em diferentes bitolas Observa-se que o tipo de transferência metálica é função da corrente de soldagem, da bitola e composição do eletrodo nu e da composição do gás de proteção, entre outros parâmetros. A transferência por pulverização axial é a mais indicada, por ter um arco estável e alta taxa de deposição, desde que Carlos Alexandre Wurzel respeitadas suas limitações. A transferência globular gera bastante respingos, sendo pouco utilizada. No seu lugar diminui-se a distância do arco e obtém-se a transferência por curto-circuito. A transferência tom arco pulsado substitui a transferência por pulverização axial no que se refere à posição de soldagem e espessura da chapa. Características gerais dos modos de transferência metálica Características da corrente de soldagem A intensidade de soldagem influi no modo de transferência metálica. Além disso, a polaridade da corrente também tem grande influência no modo de transferência. Corrente contínua com polaridade reversa CCPR (+) — É o tipo de corrente geralmente utilizado com o processo MIG/MAG. No caso de o gás de proteção ser argônio ou misturas ricas em argônio, pode-se ter os quatro modos de transferência metálica, dependendo do valor da corrente de soldagem e de ser ela pulsada ou não. No caso de CO2 ou misturas ricas em CO2, hélio e misturas ricas em hélio, obtém-se somente transferência globular (hélio, CO2) ou de curto- circuito (CO3). Corrente contínua com polaridade direta CCPD (-) — Neste caso existe uma repulsão da gota gerada pelas forças dos jatos de plasma e de vapor metálico. Tanto com o argônio como com o CO2, a gota é empurrada para cima e pode ser desviada da sua trajetória normal. A transferência torna-se bastante instável, dificultando a soldagem. Resumindo, a polaridade mais indicada para soldagem 'é a CCPR(+), enquanto que para soldagem de revestimento é a CCPD(-). Carlos Alexandre Wurzel Tensão de soldagem — A tensão do arco está associada ao seu comprimento: uma tensão baixa acarreta pequeno comprimento do arco. De uma maneira geral, tensões do arco menores que 22 A favorecem a transferência por curto- circuito, dependendo da corrente utilizada. Acima desse valor, a transferência é globular ou por pulverização axial, conforme a corrente de soldagem esteja abaixo ou acima da corrente de transição. A potência do arco (V.l) é responsável pela largura do cordão). Assim, para uma corrente constante, aumentando-se a tensão, aumenta-se a largura do cordão e vice-versa. Conforme o valor da tensão, introduz-se defeitos de soldagem: valores elevados de tensão podem gerar porosidade, excesso de respingos e mordedura; se esse valor for baixo, pode proporcionar o aparecimento de porosidade e sobreposição. Fonte de energia — O tipo de fonte geralmente utilizada é de potencial constante, o que permite uma autorregulagem para manter o comprimento do arco constante. Essa característica é importante, pois o eletrodo nu é alimentado continuamente e a fonte deve fornecer a energia necessária para fundir o eletrodo nu, alimentado pela pistola a uma dada velocidade. Essa energia tem dois componentes: a que está contida no arco, dada pelo produto V.I, e a energia de aquecimento do eletrodo nu, por efeito Joule, dada por R.I2, onde R é a resistência elétrica do eletrodo nu. Tipo de gás de proteção Entre outros fatores, o tipo do gás de proteção influi no modo de transferência e nos formatos do arco e do cordão. Essa proteção pode ser feita através de gases inertes (argônio, hélio ou suas misturas) ou de gases ativos. Carlos Alexandre Wurzel Comparação entre argônio e hélio puros O argônio é 10 vezes mais pesado que o hélio e que propicia maior proteção quando comparado com a mesma vazão de hélio. Misturas gasosas — As misturas de gases inertes visam obter características intermediárias, já que a adição de hélio ao argônio melhora o contorno do cordão. Deve-se salientar. que se o teor de hélio for maior que 50%, não se obtém transferência por pulverização axial. A adição de gases ativos (CO2 e/ou oxigênio) aos gases inertes visa melhorar a estabilidade do arco, porém neste caso o processo de soldagem é MAG. Além de estabilizar o arco, a adição de pequenos teores de gases ativos tem as seguintes funções: * muda o contorno do cordão (na secção transversal), * diminui a ocorrência de respingos e de mordedura; é * aumenta a penetração. Carlos Alexandre Wurzel A quantidade de gás ativo adicionado depende de: Geometria da junta: quantidades maiores de gás exigem, por exemplo, face de raiz maior para não se ter perfuração em uma junta topo-a-topo. Posição de soldagem: em posições fora da plana, a quantidade de calor colocada na peça deve ser controlada; a adição de gases ativos aumenta a temperatura do arco. Composição do metal base: a quantidade de gás ativo está ligada ao ponto de fusão, tensão superficial e às reações que podem ocorrer na poça de fusão; ponto de fusão mais baixo, menores teores de gás ativo; tensão superficial maior, maiores teores de gás ativo. Gases de proteção para os processos MIG e MAG; Carlos Alexandre Wurzel Seleção de gases para soldagem com transferência por pulverização axial; Carlos Alexandre Wurzel Gases ativos — O dióxido de carbono (CO2) é utilizado na forma pura ou com adições de oxigênio e/ou argônio. É usado exclusivamente para a soldagem de aços-carbono e aços de baixa liga. As vantagens do CO2 são: seu baixo custo, comparado com argônio ou hélio e a velocidade de soldagem e penetração elevadas. De outro lado, são desvantagens: o excesso de respingos e a atmosfera do arco oxidante que pode causar porosidade, caso o eletrodo nu não tenha desoxidante, podendo influir nas propriedades mecânicas do depósito. A adição de argônio ao CO2, apesar de encarecer a mistura, tem as seguintes vantagens: melhora a aparência do cordão; diminui a quantidade de respingos; e a temperatura do arco é menor (para chapas mais finas). Seleção de gases para soldagem com transferência por curto-circuito Técnica de soldagem pelo processo MIG/MAG Ângulos entre a pistola e peça a ser soldada — Conforme o tipo de transferência metálica, curto-circuito ou pulverização, varia a técnica de soldagem, assim como os ajustes nas pistolas. Carlos Alexandre Wurzel A transferência por curto-circuito possibilita a soldagem em diversas posições. A Fig. abaixo mostra os ângulos entre a peça a ser soldada e a pistola para a soldagem na posição plana e vertical ascendente e descendente. No caso de junta em ângulo, além dos ângulos mostrados nessa figura, a pistola fica a 45º entre as duas chapas que formam a junta em ângulo, no caso de um único passe. A transferência por pulverização permite a soldagem somente na posição plana ou junta angular na horizontal. Carlos Alexandre Wurzel Distância tubo de contato/peça (stickout) —A distância tubo de contato/ peça, para o caso da transferência por curto-circuito Técnica de soldagem — As técnicas de soldagem são basicamente duas: soldagem avante e a ré. Na soldagem avante, obtém-se uma penetração maior e um cordão mais baixo e mais largo. Na soldagem a ré, aumenta-se a penetração, o cordão torna-se mais convexo e mais estreito, o arco fica mais estável e há diminuição na quantidade de respingos. Carlos Alexandre Wurzel Defeitos mais comuns na soldagem pelo processo MIG/MAG e suas origens Carlos Alexandre Wurzel VARIANTES DO PROCESSO MIG/MAG MIG pulsado O MIG pulsado tem a vantagem de soldar em todas as posições com baixa energia de soldagem e transferência tipo pulverização. Os parâmetros a serem controlados nesse processo são: corrente de base (It); tempo na corrente de base (tb); corrente de pico(p); tempo na corrente de pico (tp); velocidade de alimentação do arame; e tensão de soldagem. Os parâmetros a serem analisados antes de regular o equipamento para soldagem são: destacamento e tamanho da gota; estabilidade do arco; taxa de deposição; volume de gota; e frequência do pulso. Destacamento da gota — O equipamento deve ser regulado de maneira a assegurar o destacamento de uma única gota por pulso. Ele deve ocorrer no fim do pulso, para que seja minimizado a quantidade de respingo MIG sinérgico Esta variante do processo MIG foi originalmente desenvolvida para facilitar a soldagem com o MIG pulsado. Através de um único controle, todos os parâmetros do MIG pulsados estariam regulados. Atualmente existe uma tendência de utilizar esse tipo de controle em outros processos que não o MIG pulsado. O controle por um único botão pode ser feito de duas maneiras: — Controle sinérgico: a alimentação do eletrodo nu controla a corrente média.
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