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Tecnologia de soldagem Notas de aula 1 Solda com proteção gasosa Objetivos Ao final desta unidade o participante deverá: Conhecer Ser informado sobre: Diferentes processos de soldagem com gás de proteção; Diferentes tipos de gases utilizados; Principais parâmetros empregados nesses processos; Diversos tipos de descontinuidades que ocorrem nesse tipo de soldagem. Saber Reproduzir conhecimentos sobre: Características técnicas dos processos MIG/MAG e TIG; Características fundamentais dos gases inertes e ativos aplicados nos processos MIG/MAG e TIG; Principais características das transferências por névoa, globular, curto-circuito e por arco pulsante; Influência dos gases na tensão de soldagem e penetração; Efeitos da polaridade e do sopro magnético; Elementos principais que influenciam a tensão de soldagem; Principais defeitos de soldagem nos processos MIG/MAG e TIG. Ser capaz de Aplicar conhecimentos para: Determinar o processo de soldagem mais conveniente em função do metal-base; Minimizar descontinuidades na soldagem; Especificar parâmetros de soldagem recomendados; Orientar seus subordinados sobre segurança e prevenção de acidentes com solda. Tecnologia de soldagem Notas de aula 2 Soldagem a arco elétrico com proteção gasosa Introdução Nos processos de soldagem com proteção gasosa, a zona do arco e a poça de fusão são protegidas da contaminação atmosférica pelo gás alimentado pela tocha de solda. Tais processos proporcionam soldas de excelentes qualidade. Atualmente, possuem um alto índice de aplicação nos trabalhos industriais. Classificação dos processos Os processos de soldagem com proteção gasosa podem utilizar os eletrodos denominados consumíveis ou não consumíveis. Soldagem com eletrodo não consumível processo TIG Soldagem com eletrodo consumível processos MIG/MAG Tecnologia de soldagem Notas de aula 3 Os gases mais aplicados com a função de proteger a solda são o hélio, o argônio e o CO2. Pode-se também utilizar o hélio e o argônio com uma pequena adição de CO2 ou de oxigênio. No processo com eletrodo consumível e gases inertes com o hélio e o argônio, para proteção da poça de fusão, o arco se estabelece entre o próprio eletrodo e o metal- base. A abreviatura do processo em inglês é MIG que significa (Metal Inert Gas). Outro processo que utiliza o CO2 como gás de proteção é chamado de MAG (Metal Active Gas). Nos casos em que se utiliza mistura de gases, o de maior porcentagem define se o processo é MIG ou MAG. No processo com eletrodo não consumível, ao arco elétrico é gerado entre a peça e um eletrodo de tungstênio. A soldagem é feita com ou sem o emprego de metal de enchimento. O gás de proteção deve ser inerte, ou seja hélio ou argônio, tendo por isso a abreviatura TIG (Tungstênio Inert Gas). Fontes de corrente de soldagem Nos processos de soldagem com proteção gasosa, são utilizadas basicamente as mesmas fontes que se aplicam nos processos a arco elétrico convencional. Tais fontes são assim classificadas: Transformadores Fornecem corrente alternada, especialmente aplicada na soldagem de alumínio e suas ligas, com a finalidade de romper a camada ou película de óxidos. Retificadores São de forma geral transformadores que possuem retificadores acoplados, produzindo, desta forma, corrente contínua de soldagem. Geradores Produzem e fornecem corrente contínua de soldagem. Geradores de impulsos São amplamente empregados na soldagem de alumínio, onde, para tal, é necessária uma corrente de superposição com impulsos de alta tensão. Tais impulsos evitam a extinção do arco elétrico. Tecnologia de soldagem Notas de aula 4 Gases de proteção Os gases empregados na soldagem com a finalidade de proteger o arco e a poça de fusão devem atender aos seguintes requisitos, a saber: Suportar as elevadas temperaturas inerentes à soldagem. Não devem se combinar quimicamente com os materiais da soldagem. Quanto à possibilidade de combinação química, há gases inertes e ativos. Os inertes são aqueles que não se combinam com outros elementos, mesmo em altas temperaturas. Os gases inertes mais aplicados são o argônio e o hélio, sendo o primeiro mais viável economicamente. Pode-se reduzir mais ainda o custo, efetuando-se uma mistura com CO2. na soldagem de aços ligados, obtendo-se bons resultados. Em alguns casos, o hidrogênio e o oxigênio podem vir a ser misturados ao argônio em porcentagens definidas. No caso do CO2, o arco elétrico terá maior concentração que na soldagem com o argônio puro. Influência dos gases de proteção na soldagem O gás de proteção tem grande influência na forma do arco elétrico, como mostra a figura abaixo. O argônio proporciona um arco mais estável, aumenta a freqüência de transferência das gotas, além de reduzir a freqüência de curtos-circuitos entre as mesmas gotas e a poça de fusão. Tecnologia de soldagem Notas de aula 5 Com a utilização do CO2, obtém-se um arco mais concentrado, que oferece uma boa penetração. A transferência se processa em forma de glóbulos que se destacam do eletrodo por pinçamento, sendo muitas vezes lançados na direção contrária por um componente denominado força do arco, de origem eletromagnética. Tal fenômeno favorece a formação de respingos, os quais são reduzidos ao se utilizarem arcos mais curtos. As figuras a seguir ilustram a influência do gás de proteção na penetração e no perfil do cordão de solda. Tais influências se devem às próprias alterações que ocorrem no arco elétrico. O argônio puro utilizado na soldagem MIG possui uma boa penetração, porém insuficiente na região adjacente. Consegue-se minimizar tal fato com adição de CO2, que oferece uma penetração mais uniforme em toda a região da solda. Influência do gás de proteção na soldagem de alumínio pelo processo MIG com elevada amperagem Influência da composição do gás de proteção no perfil do cordão de solda. Tecnologia de soldagem Notas de aula 6 Soldagem a arco elétrico com gás de proteção (MIG/MAG) Fundamentos do processo Os processos MIG/MAG utilizam-se de um arco se desenvolve entre o eletrodo e o metal-base, os quais são fundidos pelo calor gerado, formando assim, a solda. A proteção do arco é obtida por intermédio de gases alimentados externamente, em geral, hélio, argônio ou CO2, podendo ainda ser utilizadas misturas gasosas de argônio e CO2, ou ainda, misturas onde participam O2 ou H2, em pequenas porcentagens. Caracterização do processo Os processos são caracterizados em função do gás de proteção. O processo MIG utiliza-se dos gases inertes hélio ou argônio. O processo MAG utiliza- se de gás ativo, CO 2 ou misturas de CO 2 com adição de argônio. A soldagem MIG/MAG é muito versátil, não apresentando formação de escória, pois não usa fluxos. Em relação a outros processos, possui maior taxa de deposição, larga capacidade de aplicação, numa ampla faixa de espessuras e de materiais, além da baixa geração de fumaça. Equipamento de soldagem O equipamento de soldagem MIG/MAG consiste de uma tocha de soldagem, um suprimento de energia de gás, um sistema de acionamento do arame, além de uma sistema de refrigeração da tocha, como mostra a figura abaixo. Equipamento de soldagem MIG/MAG Tecnologia de soldagem Notas de aula 7 Tocha de soldagem Como se apresenta na figura a seguir, a tocha contém um tubo de contato que transmite a corrente de soldagem para o eletrodo. Possui também um bico ou bocal que direciona o gás de proteção. O arame é acionado por um alimentador, composto de um motor de corrente contínua, com rotação regulável da roda motriz. Tal fato proporciona o ajuste de avanço do arame.Tipos de arame na soldagem com proteção gasosa Normalmente, são utilizados dois tipos de arames como material de adição. Os arames podem ser maciços ou tubulares. Tecnologia de soldagem Notas de aula 8 Arames tubulares Podem apresentar diferentes secções transversais, conforme a figura abaixo. Secções transversais típicas de arames tubulares A capa externa é de aço e o seu interior possui fundentes com elementos formadores de escória, estabilizadores do arco e desoxidantes. Tais elementos proporcionam um arco estável, com poucos respingos, e um bom acabamento superficial na solda. As secções típicas para diâmetros de 2,4 a 3,2mm são dos tipos a b e c. Para a faixa de 1,2 a 2,4mm, utilizam-se as da forma d e c. Os arames de maior diâmetro possuem uma maior quantidade de elementos estabilizadores de arco, podendo-se utilizar fontes de corrente alternada, associada ao CO2, acarretando, entretanto, uma velocidade de deposição inferior à obtida com arames sólidos. Limita o emprego apenas à posição plana. Arames de menor diâmetro possuem características intermediárias e eficiência semelhante a dos arames sólidos. Exigem a utilização de fontes de corrente contínua, com características de tensão constante. Transportadores de arame Existem diversos tipos de transportadores. Tecnologia de soldagem Notas de aula 9 A figura a seguir apresenta, esquematicamente, como se processa a operação, detalhando, inclusive, os componentes principais que efetuam o avanço do arame. Esquema de um transportador de arame de solda Um outro tipo de transportador é apresentado na figura abaixo, onde, esquematicamente, vê-se como ocorre o transporte por intermédio do mecanismo de avanço. No esquema abaixo da figura, são apresentadas algumas considerações quanto ao seu mecanismo de funcionamento. Tal mecanismo baseia-se na variação de curso, proporcionado pelo cone, que o intercala a cada rotação. Mecanismo de transporte do arame Em todos os sistemas de transporte, é fundamental a existência de um bom motor em que se possa efetuar a variação do número de rotações, com a qual se regula a velocidade de avanço do arame que é fornecida em metros/minutos. Tecnologia de soldagem Notas de aula 10 Condução do arame pela mangueira A condução do arame pela mangueira não deve sofrer interferências que venham a prejudicar a constância de avanço. As figuras a seguir mostram alguns problemas típicos que interferem na regularidade do avanço do arame. Sistema de transporte de arames Um dos aspectos mais importantes no transporte do arame é a velocidade de avanço constante e regular. Caso isso não se verifique, tem-se uma deposição irregular e uma solda de má qualidade. Tecnologia de soldagem Notas de aula 11 A figura abaixo (de a até f)apresenta diversas variações da instalação da solda em função da distância do equipamento ao local de trabalho. Em função do raio de ação, às vezes são necessários equipamentos intermediários de auxílio, como, por exemplo, equipamento intermediário de avanço. Tipos de sistemas de transporte de arame de solda Tecnologia de soldagem Notas de aula 12 Transferência por névoa O metal de adição fundido se transfere através do arco elétrico na forma de gotículas finas de alta velocidade de transferência. Ocorre com altas voltagens e altas correntes. A taxa de deposição pode chegar a 10kg/h. entretanto, essa taxa de deposição restringe o método à posição plana. Para se conseguir o regime de transferência por névoa, a corrente de soldagem deve exceder um valor predeterminado, conhecido como corrente de transição. Transferência do metal por névoa (spray) Tecnologia de soldagem Notas de aula 13 Forças atuantes na gota Como mostra a figura abaixo, na formação das gotas, atuam várias forças, identificadas a seguir: - Efeito da força de pinçamento; - Efeito da tensão superficial; - Efeito da força eletrodinâmica; - Efeito da pressão de vapor; - Efeito do raio plasma; - Efeito da força peso. Forças atuantes na gota Tamanho das gotas A forma das gotas depende basicamente do material, do gás de proteção, da densidade de corrente e da resistência ao aquecimento do eletrodo, como mostra a figura abaixo. Tamanho das gotas Tecnologia de soldagem Notas de aula 14 Transferência por glóbulos A transferência por glóbulos (fig. abaixo) processa-se por gotas grandes, maiores que o diâmetro do eletrodo. Transferência do metal Ocorre com correntes baixas, arcos curtos e possui baixa velocidade de transferência. Os glóbulos são transferidos para a poça sem muita direção e é freqüente o aparecimento de salpicos. Essa transferência é comum na utilização de fontes de corrente contínua com polaridade direta e processo MAG. Podem ser utilizadas as várias posições de soldagem. Transferência por curto-circuito Neste processo (figura a seguir), a fusão inicia-se globularmente e a gota vai aumentando de tamanho até tocar a poça de fusão, produzindo um curto-circuito e extinguido o arco. Sob a ação de determinadas forças, a gota é transferida para a peça. Transferência por curtos-circuitos e características da corrente e tensão de soldagem Tecnologia de soldagem Notas de aula 15 Em função de o curto-circuito ser por si só irregular, pode-se dizer que o próprio arco elétrico é extremamente instável e, por isso, a utilização deste modo de transferência na soldagem deve ser procedida de certas medidas que tornem o arco regular e estável para tal aplicação. Os modernos equipamentos de soldagem MAG já possuem, em seus circuitos, adaptações necessárias para tal modo de transferência. A figura anterior também apresenta as características da corrente e da tensão na transferência por curtos-circuitos, nos diferentes instantes, desde o início da formação da gota até o desprendimento e começo de um novo ciclo. Essa transferência é muito aplicada nas posições vertical e sobreçabeça e na soldagem de chapas de aço de pequena espessura. Transferência por arco pulsante Nesta transferência, mantém-se um arco de corrente baixa (c) como elemento de fundo; sobre essa corrente, injeta-se uma outra do tipo pulsante (a), com freqüência de 50 a 100Hz, durante um tempo extremamente curto. Transferência por pulsos de corrente a – Corrente de pulsos b – Corrente média c – Corrente básica Durante os picos de corrente, a transferência processa-se de modo estável e em forma de névoa; nos demais instantes, a corrente básica (c) é suficiente para a manutenção do arco elétrico. Essa característica da corrente faz com que a energia de soldagem seja menor, tornando-a possível também na posição vertical, pelo uso de arames de diâmetros grandes. Tecnologia de soldagem Notas de aula 16 Corrente de soldagem O processo MIG é processo tipicamente de corrente contínua. Tanto no processo de transferência por névoa, como por curtos-circuitos, a corrente alternada quase nunca é utilizada, pois é compatível com o processo. A soldagem MIG é quase sempre feita com polaridade inversa, ou seja, a positiva no eletrodo e a negativa conectada à peça. Dessa forma, consegue-se uma penetração melhor que com polaridade direta. A polaridade direta produz um arco mais instável e a solda fica cheia de salpicos. A soldagem MAG utiliza-se do mesmo tipo de corrente, sendo a polaridade igualmente inversa. Efeitos da polaridade na soldagem A figura a seguir apresenta sucintamente o efeito da polaridade na soldagem com as respectivas alterações em diversas variáveis do processo. Influência da polaridade Menor Potência de fusão Maior Boa Penetração Pequeno Menor Sobre elevação do cordão Maior Pouco Respingos Muitos Sim Efeito de limpeza No alumínio Não Tecnologia de soldagem Notas de aula 17 Efeito do sopro magnético Todo condutor elétrico é rodeado por um campo magnético. Isso também se aplica ao arco elétrico que também é um condutor de corrente. Freqüentemente em arcos elétricos com corrente contínua, esse campo magnético provoca um desvio do arco, para frente ou para trás do sentido de translação, ou ainda para os lados. Efeito do sopro magnético O sopro magnético ocorre freqüentemente no fim da junta, ou nos cantos da peça. Pode provocar salpicos, falta de penetração, porosidades e soldas de má qualidade. Para o controlar, deve-se utilizar arcos curtos, reduzir a corrente, ou inclinar o eletrodo em relação à peça na direção do sopro. Tensão de soldagem A tensão de soldagem tem uma influência prática bem pequena no insumo de calor, se comparada com a intensidade de corrente, velocidade do avanço do eletrodo, material do arame, gás de proteção e polaridade. A tensão, porém, acarreta efeitos na qualidade da solda; se muito baixa, produz um cordão estreito, se muito alta, alarga o depósito da solda, podendo ainda provocar respingos durante a operação. Na soldagem MAG, com altos valores de corrente e baixos valores de tensão, obtém- se uma ótima penetração, embora possa ocorrer, em alguns casos, depósitos muito suscetíveis à fissuração. Tecnologia de soldagem Notas de aula 18 Ângulo da tocha O posicionamento da tocha, juntamente com a direção de soldagem, interferem na qualidade do cordão de solda que se deseja obter. Influências da posição da tocha a) b) c) Tecnologia de soldagem Notas de aula 19 Quando se deseja uma operação simples e de fácil controle, o ângulo da tocha deverá ser negativo, compreendido entre 10 a 20º, conforme a figura B. Esse ângulo, porém, produz baixa penetração, com um cordão de solda achatado e largo. Assim, caso seja necessário um cordão de alta penetração, com reforço convexo, deve-se operar com um ângulo de tocha positivo. O inconveniente do uso desse ângulo é que o controle da soldagem se torna mais difícil. Velocidade de soldagem Um aumento da velocidade de soldagem acarreta queda na penetração, e o estreitamento do cordão depositado resulta num cordão fino e convexo. Poderá ocorrer mordeduras no cordão de solda se a velocidade de soldagem for muito grande. Influências na tensão de soldagem A potência de fusão e profundidade de penetração são determinadas essencialmente pela intensidade de corrente. Juntamente com a intensidade de corrente, outros fatores, tais como polaridade e comprimento livre do arame, também influenciam, como mostram as figuras abaixo. a) Influência da intensidade de corrente e potência de fusão Tecnologia de soldagem Notas de aula 20 b) Influência da intensidade de corrente e velocidade do arame na regulagem constante do equipamento de solda Com o aumento da intensidade de corante e da potência de fusão, também a potência do arco é bastante aumentada. Por esse motivo, a tensão deve ser mantida igualmente regulada em função do respectivo aumento A cada faixa de intensidade de corante está agregada uma determinada tensão. Nos casos em que a velocidade de avanço do arame é constante, tem-se a seguinte conclusão: quanto menor for a tensão, menor será o arco elétrico e mais estreito e mais alto será o cordão. c) Influência da tensão nos processos de velocidade constante do arame Com o aumento da tensão, o perfil do cordão será mais achatado e largo. As elevadas tensões do arco favorecem a formação de entalhes, respingos e formação de vapor de metal. Tecnologia de soldagem Notas de aula 21 Com altas tensões e arcos longos, existe a instabilidade e um leve desvio provocado por um campo magnético assimétrico. Dessa forma, devem-se prever antes de tudo os efeitos do sopro magnético. Influência das posições de soldagem As maiores potências de fusão são possíveis nas posições plana e horizontal. Por outro lado, as posições verticais e sobrecabeça exigem, para cada espessura de material, tipo de chanfro e velocidade de soldagem, menores potências e técnica especial de trabalho. Em peças soldadas em movimento, ou ainda com rotação das partes da junta, se as posições não forem bem escolhidas, podem influenciar muito a penetração e o perfil do cordão. A figura a seguir apresenta o resultado da soldagem, em função das posições escolhidas para execução. Influência das posições de soldagem Tecnologia de soldagem Notas de aula 22 Influência das distâncias do tubo de contato Comprimento do arame livre Ao se aumentar o comprimento livre do arame (b) e a distância da peça ao tubo de contato, sem alteração dos demais parâmetros, haverá um aumento da queda de tensão; a corrente de solda, assim como a potência do arco, reduzem-se. Distância do tubo de contato Quanto maior for o comprimento livre do arame, maior será a resistência ao aquecimento. Desse modo, o arame pode vir a ser fundido por um arco de potência insuficiente. Nessas condições, a zona de solda recebe pouco calor, podendo vir a ocorrer pontos frios na soldagem. Em geral, longos arames livres reduzem a freqüência das gotas e aumenta a perda de deposição por maior ocorrência de salpicos. Posição do tubo de contato A alteração da posição do tubo de contato, sem modificação dos demais parâmetros, pode provocar-lhe alterações sensíveis e também influenciar o modo de transferência do metal. Como se vê na figura acima, a dimensão a é característica nos diversos modos de transferência. Tecnologia de soldagem Notas de aula 23 A figura a seguir apresenta um resumo das influências das distâncias nos principais elementos da soldagem. Influência das distâncias do tubo de contato Sobe Amperagem Cai Menor Queda de tensão Maior Maior Penetração Menor Pouco Salpico Mais Maior Aquecimento do tubo de contato Menor Causas de defeitos de solda Preparação deficiente da junta de solda Ângulo de abertura muito pequeno; Distância da raiz da junta muito pequena; Altura da raiz da junta muito grande; Forte curvatura unilateral; Entalhe por contato; Topo de filete muito acentuado e acumulação de escória; deve ser retirada antes do próximo filete. Tecnologia de soldagem Notas de aula 24 Origem dos cordões Inexistência de placa de arranque ou placagem; Saliência ou ponteamento não esmerilhado; Pequena sobreposição do filete. Potência do arco elétrico insuficiente Tensão muito pequena; Corrente de soldagem muito pequena em relação à velocidade do arame; Distância da tocha à peça muito grandes; Comprimento do arco muito grande. Tecnologia de soldagem Notas de aula 25 Solda à frente da fusão Potência de fusão e volume da peça de fusão muito elevados; Velocidade de soldagem muito lenta; Inclinação excessiva do maçarico, provocando queima; Filete de solda muito largo ou muito estreito. Condução defeituosa da tocha Maçarico deslocado para os cantos; condução ineficiente da tocha. Tecnologia de soldagem Notas de aula 26 Desvio do eletrodo para os cantos, motivador por distância excessiva do tubo de contato, ou furo do tubo muito grande para o eletrodo utilizado; Construção metálica soldada com restrito acesso da tocha; Ordenação dos filetes errada ou deficiente. Tecnologia de soldagem Notas de aula 27 Falhas na execução da junta Ao se executar juntas soldadas com filetes múltiplos, o soldadordeve observar a perfeita sobreposição dos filetes da junta, bem como dar um passe de cobertura bem executado. Sobre a seqüência dos filetes já foram feitas considerações anteriores. A figura abaixo apresenta algumas falhas que podem ocorrer nesse tipo de junta. A figura a seguir apresenta os erros mais comuns de execução e suas conseqüências. Falhas na execução do cordão central e cobertura Tecnologia de soldagem Notas de aula 28 A figura a seguir apresenta como executar com perfeição a sobreposição dos filetes e passe de cobertura. Apresenta também alguns aspectos da condução da tocha para obtenção de uma junta sem a ocorrência das falhas mencionadas. Falhas na execução do cordão central e cobertura Poros na solda Na execução da soldagem, os gases se solubilizam no processo de fusão com o metal e, modificado por uma perda da solidificação, fica retido em forma de bolhas. Essas bolhas se constituirão em poros após a solidificação do metal. Os causadores de poros em questão são o N 2 , H 2 e CO. As figuras a seguir apresentam como as porosidades podem ocorrer: Entrada de ar no arco elétrico e na zona da peça de fusão Tecnologia de soldagem Notas de aula 29 Volume de gás muito grande ou muito pequeno; Dosador de gás muito pequeno ou em más condições de uso; Inclinação da tocha muito grande ou a distância da tocha à peça também demasiada; Tubo de contato encurvado; o arame livre muito longo; Condutor de gás muito fino ou entupido; Sucção; Sopro magnético; Arco elétrico muito longo; Arco elétrico instável. Volume demasiado do gás Volume insuficiente do gás Tecnologia de soldagem Notas de aula 30 Formação de poros por sopro magnético Bico dosador muito pequeno Turbulência do fluxo do gás provocada por salpicos no bico Rosca danificada. Isolamento superaquecido. Superfície desgastada Tecnologia de soldagem Notas de aula 31 Tubo de contato curvado Arame livre muito longo e curvado Formação de poros por falhas na tocha Formação de poros pela seleção de ar Tecnologia de soldagem Notas de aula 32 Formação de poros por gás formado na superfície da peça Formação de poros por arco muito longo Arco muito longo ( tensão demasiada do arco). Percurso dos gotas muito longo e superfície da poça de fusão muito grande aumentam a duração da reação, reduzindo a pureza do gás de proteção. Grande formação de vapores metálicas causando turbulências no gás de proteção Formação de poros por penetração de gases Expansão de gases nos espaços vazios, que devem ser fechados pelo cordão de solda Tecnologia de soldagem Notas de aula 33 Formação de poros por falsa construção do cordão de solda Formação de poros por falhas na tocha Formação de poros por erro na posição da tocha Tecnologia de soldagem Notas de aula 34 Formação de poros pela segregação e combinação inadequada entre o arame e o gás de proteção Formação de gases na fusão União na zona de segregação; Combinação inadequada entre o arame e o gás de proteção; Execução errada do cordão de solda; Poça de fusão muito grande. Distúrbio da tocha Vedação ineficaz do sistema de refrigeração por água; Orifícios de saída ou de passagem de gás de proteção bloqueados; Dosador de gás defeituoso; Posição ou localização errada do tubo de contato. Superfície do arame ou da peça Sujeira, umidade e corrosão; Tinta, gordura ou óleo; Revestimentos metálicos com baixo ponto de fusão, como o zinco, o chumbo, o cádmio. Tecnologia de soldagem Notas de aula 35 Parâmetro de soldagem inadequado A pressão dos gases pode provocar cavidades em cordões de solda sobrepostos. Soldagem ao arco elétrico sob proteção de gás inerte – TIG Na soldagem tipo TIG, um arco elétrico é estabelecido entre um eletrodo de tungstênio (que não se funde) e a peça. Soldagem TIG manual O metal de adição, em forma de vareta, é colocado no arco elétrico e, ao fundir-se, incorpora-se à poça de fusão do metal-base. Ele pode também ser alimentado automaticamente, conforme a figura abaixo. Soldagem TIG semi-automática Em torno do eletrodo de tungstênio, é injetado, no arco elétrico, um gás de proteção (argônio ou hélio) inerte, isto é, que não reage com nenhum corpo presente no arco ou no banho. Tecnologia de soldagem Notas de aula 36 O gás envolve o arco e o banho, isolando-os da ação do oxigênio e do nitrogênio presentes no ar. Arco elétrico O arco elétrico que se desenvolve entre o eletrodo e a peça é um bom condutor elétrico em todo o seu comprimento, pois existe um movimento constante de íons e elétrons entre o eletrodo e a peça. Elétrons e íons transformam o arco em condutor elétrico O sentido de movimento dos íons e elétrons modifica-se em função da polaridade adotada. A polaridade influencia a penetração da solda na peça, como será visto a seguir. Tecnologia de soldagem Notas de aula 37 Esquema de uma instalação TIG com refrigeração por água Na figura acima, vê-se um esquema simplificado do equipamento de soldagem TIG. A instalação é composta basicamente de: 1. Tocha; 2. Garrafa de gás de proteção; 3. Comando do gás de proteção; 4. Chave de comando; 5. Controle de água de refrigeração; 6. Fonte de energia de soldagem ; gerador de impulsos de alta tensão; 7. Pedal de acionamento; 8. Válvulas de regulagem do gás de proteção. Tocha de soldagem TIG A tocha de soldagem manual (fig. acima) deve ser leve, compacta e totalmente isolada. Suas partes principais são: as conexões de gás inerte e de refrigeração, conexão elétrica, eletrodo com seus suportes e bico de saída do gás. O isolamento completo no interior da tocha, tanto nas conexões como também no condutor, é muito importante. Tecnologia de soldagem Notas de aula 38 Existem muitos modelos de tochas, cujas características são em função da amperagem máxima de serviço. Portanto, podem-se usar vários tamanhos e diversos tipos de bicos. Tipos de bicos da tocha São vários os tipos de bicos usados nos maçaricos TIG. Podem ser de cerâmica, metálicos e de quartzo fundido. Os bicos de cerâmica são os mais usados e de menor custo, embora, para as tochas refrigeradas por água, os bicos metálicos tenham uma duração bem superior quando usados corretamente. Trabalhando-se com CA de alta freqüência, deve-se utilizar bicos de cerâmica, pois usando-se o metálico, tem-se o problema de abertura do arco elétrico entre o eletrodo de tungstênio e o bico metálico. Tal fenômeno pode ser evitado utilizando-se um bico metálico maior. Ocorrendo esse fenômeno, a destruição do bico metálico é imediata. Tipos de tochas Cabeça curta, pontos de difícil acesso Com prolongamento Forma normal Tamanho do bico Ao se escolher o bico de cerâmica para um serviço específico, deve-se tentar usar o bico de diâmetro menor, mas cuja borda não funda pela alta concentração de calor do arco. Um bico menor proporciona uma melhor visão da solda, mantém o arco mais estável e permite a soldagem em áreas mais restritas. Produz também um efeito de compressão, o qual dá ao arco mais força, direção e concentração. Tecnologia de soldagem Notas de aula 39 Os bicos de diâmetro maior proporcionam um melhor isolamento da atmosfera ambiente com melhor pressão de gás. Para se soldarem metais tais como o titânio, que são sensíveis à contaminação pela atmosfera ambiente a altas temperaturas, é mais seguro usar-se um bico de diâmetro maior. Forma do bico Normalmente os bicos são cilíndricos ou cônicos internamente, embora sua forma possa se adaptar àscondições de serviço, em função do formato da peça. Tecnologia de soldagem Notas de aula 40 Quando for necessário soldar-se em lugares muito estreitos, pode-se fabricar um bico cilíndrico de chapa de cobre, ou de forma cônica, para usar-se com uma pressão baixa de gás. Gases inertes de proteção Os gases inertes usados na soldagem TIG são basicamente dois: hélio e argônio. Cada um dos gases pode ser usado puro ou ainda misturados entre si. Em casos especiais, pode-se também misturar argônio com hidrogênio. A seleção do gás de proteção para a soldagem TIG deve ser orientada em função do material-base e dos objetivos da soldagem. Aços de baixo teor de carbono O argônio é preferível. O hélio proporciona maior penetração, porém tem mais dificuldade em controlar a soldagem. Aços inoxidáveis Pequenas espessuras: O argônio oferece uma penetração controlada. Maiores espessuras: O hélio oferece maior penetração. Aços de baixa liga TIG manual: O argônio controla a soldagem mais facilmente. TIG automático: O hélio proporciona maior velocidade de soldagem. Magnésio Argônio: Possui excelente ação limpadora; deve-se usar CA de alta freqüência. Alumínio e suas ligas Argônio: É preferido para soldagem com CA; proporciona boa estabilidade do arco e boa ação limpadora. Hélio: É preferido para soldagem com CC e com polaridade direta; proporciona arco estável e altas velocidades de soldagem. Tecnologia de soldagem Notas de aula 41 Bronze alumínio Argônio: Reduz a penetração e é geralmente usado para fazer revestimentos. Bronze silício Argônio: Reduz a tendência do material ao superaquecimento, por ser uma liga não boa condutora de calor. Níquel, monel inconel TIG manual: O argônio proporciona facilidade para controlar a soldagem. TIG automático: O hélio proporciona maior velocidade de soldagem. Cobre desoxidado O hélio é preferível, pois proporciona um alto calor adicional para compensar a alta condutibilidade térmica do cobre. A mistura com 75% de hélio e 25% de argônio proporciona um arco estável, embora reduza a adição de calor. Titânio TIG manual: O argônio oferece maior facilidade para a soldagem. TIG automático: O hélio oferece maior velocidade de soldagem. Mistura de gases As misturas dos gases argônio e hélio são usadas em proporções definidas, quando se deseja uma maior penetração, obtida pelo hélio, e um arco mais suave, proporcionado pelo argônio. As misturas de argônio e hidrogênio têm sido usadas na soldagem de vários metais-base que apresentam problemas de porosidade constante, por exemplo, monel e prata. As misturas de argônio, com 10 a 15% de hidrogênio, têm sido utilizadas com êxito na soldagem de aços inoxidáveis. Para se determinarem as condições de operação, podem ser consultadas várias tabelas que fornecem os dados referentes ao trabalho a executar. Tecnologia de soldagem Notas de aula 42 Correntes de soldagem É um dos mais importantes fatores dentro das condições de operação, pois, com a corrente, controla-se a penetração, a velocidade de soldagem, a deposição e qualidade da solda. Fundamentalmente, são três os tipos de corrente de soldagem utilizáveis: Corrente contínua – polaridade direta; Corrente contínua – polaridade inversa; Corrente alternada de alta freqüência. Tipos de corrente de soldagem Corrente contínua – polaridade direta É o tipo mais usado na soldagem TIG. Com ela, obtêm-se soldas de boa qualidade na maioria dos metais, como mostra a figura abaixo. O eletrodo está conectado ao pólo negativo e a peça ao pólo positivo. Esquema de ligação, corrente contínua – polaridade direta Em função do movimento dos elétrons, 70% do calor é gerado na direção do pólo positivo. Com isso, o eletrodo tem maior duração. Esse tipo de corrente produz cordões estreitos de boa penetração, porém não remove óxidos superficiais, como no caso de alumínio, magnésio e cobre – berílio. A soldagem só pode ser executada com as juntas previamente limpas, mecânica ou quimicamente. Exige maior habilidade do soldador. Tecnologia de soldagem Notas de aula 43 Corrente contínua – polaridade inversa É menos usada, pois produz um cordão plano, largo e com pouca penetração. Exige uma grande habilidade do soldador, pois o eletrodo usado é relativamente grosso e utilizado em baixas amperagens, o que não é recomendável. Tal corrente pode ser utilizada para soldas em chapas de alumínio de espessuras até 6mm, e de magnésio, até 3,2mm.Como se apresenta na figura a seguir, os elétrons fluem no sentido do eletrodo, provocando-lhe um maior aquecimento. Por esse motivo, sua vida útil é reduzida. Esquema de ligação, corrente contínua – polaridade inversa Para uma mesma amperagem e comprimento do arco, têm-se voltagem e energia maiores do que na corrente contínua – polaridade direta. As figuras a seguir apresentam o efeito da polaridade da corrente na penetração da solda. CC – Polaridade direta CC – Polaridade inversa Efeitos da polaridade na penetração Corrente alternada de alta freqüência Na soldagem TIG, não pode ser utilizado um arco convencional de um transformador de solda. É necessária a sobreposição de uma corrente de alta freqüência para que se possa reestabelecer o arco de solda a cada meio ciclo. Tecnologia de soldagem Notas de aula 44 A corrente alternada produz boa penetração e redução de óxidos. O cordão formado é semelhante ao produzido com eletrodo revestido. Utiliza-se a corrente alternada, preferencialmente, na soldagem de alumínio, magnésio e cobre-berílio. A figura a seguir apresenta a forma de penetração obtida com esse tipo de corrente. Penetração alternada de alta freqüência A tabela a seguir apresenta os tipos de corrente utilizáveis em função do metal-base. Metal-base Tipo de corrente Aços carbono e de baixa liga Aço inoxidáveis Cobre Latão Bronze ao estanho Bronze ao alumínio Alumínio e suas ligas Magnésio e suas ligas Níquel e suas ligas CC - polaridade direta CC - polaridade direta CC - polaridade direta Corrente alternada Corrente alternada Corrente alternada Corrente alternada Corrente alternada CC – polaridade direta Ignição do arco Alguns sistemas são utilizados para iniciar a emissão de elétrons e a ionização do gás inerte. O mais simples é aproximar o eletrodo de tungstênio à peça, tocá-la, para provocar um curto-circuito, e retirá-lo rapidamente; ao retornar a tocha, manter a abertura ou comprimento desejado (fig. abaixo). A abertura deve ser, com norma geral, de 1,5 vezes o diâmetro do eletrodo de tungstênio, porém existem variantes para casos particulares. Fazer contato Tecnologia de soldagem Notas de aula 45 Movimento para abrir o contato e o arco Adequação do comprimento do arco Quanto maior é o comprimento do arco, maior é a dissipação de calor na atmosfera ao redor dele. Se muito comprido, também prejudica a execução do cordão de solda. Um outro sistema é a utilização de um arco-piloto. Também pode-se usar um aparelho auxiliar que produz uma faísca de alta freqüência entre a ponta do eletrodo e a peça. O primeiro sistema se aplica principalmente a equipamentos automáticos, soldando-se com corrente contínua. O segundo sistema é aplicado a soldagem manual ou automática, porém apenas às soldas com corrente contínua. O terceiro sistema é aplicado na soldagem manual e automática, soldando-se com corrente contínua ou alternada. Posição do eletrodo e da vareta Na soldagem TIG manual, a tocha deve manter-se entre 75 a 85º da superfície da peça, apontando na direção da soldagem. O eletrodo deve movimentar-se em círculo até que forme a fusão suficiente da zona a se soldar.Tecnologia de soldagem Notas de aula 46 A vareta de adição deve manter-se entre 10 a 30º da superfície da chapa. Posição da tocha, inclinação da vareta e cratera da solda A vareta deve ser usada com cuidado para não provocar turbulência no jato de gás, e não deve tocar no eletrodo, pois o contaminaria e causaria oxidação da vareta. Para se terminar a solda, deve-se retirar rapidamente a vareta de adição da poça de fusão, mantendo-a, contudo, por alguns instantes, sob o fluxo do gás para se prevenir a oxidação da vareta. Após, desloca-se a tocha até a borda externa da poça de fusão, antes de extinguir o arco. Retirar a vareta Retirar a tocha e extinguir ao arco Para se extinguir o arco, levanta-se a tocha o suficiente para apagá-la, tendo o cuidado de não causar contaminação do eletrodo ou da poça de fusão. É aconselhável diminuir-se gradativamente a amperagem, com um controle de pé, ou desligá-la mediante um interruptor. Tecnologia de soldagem Notas de aula 47 Nas juntas de topo entre chapas, é aconselhável que se ponteie seguindo a seqüência que mostra a figura abaixo, para se evitarem empenamentos e distorções. Ponteamento da chapa numa junta de topo Eletrodos de tungstênio O tungstênio tem um elevado ponto de fusão (3410º), permitindo a fabricação de eletrodos não consumíveis. Outro fator favorável é que o tungstênio é um grande emissor de elétrons, que ionizam o gás e mantêm o arco estável. Na fabricação de eletrodos, são utilizados tungstênio comercialmente puros (99,5%), ou ligados com tório ou zircônio. A tabela abaixo apresenta a classificação e composição dos eletrodos segundo a A.W.S. A 512-69. Tabela Classificação A W.S Tungstênio %min(a) Tório % Zircônio % Outros %(b) E.W.P E.W.Th-1 E.W.Th-2 E.W.Th-3 E.W.Zr 99,5 98,5 97,5 98,95 99,2 - 0,8 – 1,2 1,7 – 2,2 0,35 – 0,5 - - - - - 0,15 – 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 (a) Por diferença, (b) total. E.W.Th-3 – Eletrodo de tungstênio, com seguimento lateral em todo o comprimento, com 1 a 2% de tório. Tecnologia de soldagem Notas de aula 48 Acabamento dos eletrodos Os eletrodos podem ser retificados ou limpos quimicamente. A superfície polida dos eletrodos retificados possibilitam um arco mais estável, pois permite maiores níveis de corrente. Uma superfície rugosa oferece resistência à passagem de corrente elétrica e tem mal contato no porta-eletrodos. Deve ser evitado o uso de eletrodos de tungstênio que apresentam descoloração na superfície, trincas, rebarbas, segregações metálicas ou falhas superficiais. Tais fatores produzem um desgaste rápido dos eletrodos, mal contato, redução da condutibilidade elétrica elétrica e formação do arco acima da ponta do eletrodo. Forma final do eletrodo de tungstênio: CC – Polaridade direta Em baixas correntes (20 A), melhora a abertura e estabilidade doa arco elétrico. Na faixa de serviços de baixa corrente, o eletrodo com ranhuras transversais pode provocar desvios, bem como pouca estabilidade no arco. Forma do eletrodo usado para soldar alumínio CC – polaridade direta, utilizando-se hélio como gás de proteção. Aplicado na faixa de elevadas correntes e em trabalhos de revestimento e ponteamento. Evita o efeito de corte. Tecnologia de soldagem Notas de aula 49 Eletrodo sobrecarregado No eletrodo de tungstênio puro, funde-se a ponta formando-se uma calota. No eletrodo de tungstênio com liga de tório, ocorrem a fusão e quebra da ponta Forma final do eletrodo de tungstênio: Corrente alternada Eletrodo pouco solicitado Na abertura do arco, ocorrem desvios preferencialmente para os cantos. Eletrodo corretamente solicitado Eletrodo corretamente solicitado Emprego de uma faixa de corrente inferior a do diâmetro do eletrodo. Emprego de uma faixa de corrente superior a do diâmetro do eletrodo. Eletrodo de tungstênio com liga de óxido de tório facilita a ignição estável do arco e, em comparação com o tungstênio puro, a calota formada é menor para uma mesma intensidade de corrente. Tecnologia de soldagem Notas de aula 50 Formação de uma calota deslocada. Com essa forma, o arco é instável e desloca-se do centro do eletrodo. A ponta polida do eletrodo de tungstênio é favorável neste aspecto. Sobrecarga do eletrodo e elevados picos de corrente normalmente na ignição podem, juntamente com o contato do eletrodo na peça, causar inclusões de tungstênio. Formas dos eletrodos A forma dos eletrodos é definida em função das características do trabalho, ou seja, do que se pretende atingir com a soldagem. Além das observações feitas anteriormente sobre as formas dos eletrodos, convém lembrar que elas também influenciam a penetração da solda, pois, variando-se a forma, a área de concentração também varia. Influência da forma do eletrodo no perfil da penetração Amperagem em função do diâmetro diâmetro do eletrodo A escolha da amperagem a ser utilizada, em função do diâmetro do eletrodo, depende da capacidade ou condutibilidade elétrica deste. Tecnologia de soldagem Notas de aula 51 Deve-se considerar também a existência de ligas no eletrodo. As tabelas a seguir apresentam recomendações sobre as faixas de amperagens em função dos tipos de eletrodos. Tabela: Corrente de soldagem em função do tipo e diâmetro do eletrodo (corrente alternada) Diâmetro do eletrodo (mm) Corrente alternada de alta freqüência Corrente de solda (A) Eletrodo de tungstênio puro Corrente de solda (A) Eletrodo de tungstênio com liga de tório 0,5 1,0 1,6 2,4 3,2 4,0 4,8 6,4 5 – 15 10 – 60 50 – 100 100 – 160 150 – 210 200 – 275 250 – 350 325 – 475 5 – 20 15 – 80 70 – 150 140 – 235 225 – 325 300 – 425 400 – 525 500 – 700 Tabela: Corrente de solda em função da polaridade e diâmetro do eletrodo (corrente contínua) Diâmetro do eletrodo (mm) Corrente alternada de alta freqüência Corrente de solda (A) Eletrodo de hidrogênio puro ou com liga de tório Polaridade direta Corrente de solda (A) Eletrodo de tungstênio puro ou com liga de tório Polaridade inversa 0,5 1,0 1,6 2,4 3,2 4,0 4,8 6,4 5 – 20 15 – 80 70 – 150 150 – 250 250 – 400 400 – 500 500 – 800 800 – 1100 - - 10 – 20 15 – 30 25 – 40 40 – 55 55 – 80 80 – 125 Tecnologia de soldagem Notas de aula 52 Considerações sobre a aplicação da solda TIG As figuras a seguir apresentam algumas aplicações da soldagem TIG. Soldagem TIG com duas tochas Revestimentos superficiais Preenchimento de cantos sem transformação de estrutura no final do cordão, obtida pela redução da amperagem, arco curto e proteção da extremidade do canto com vareta. Na figura "Soldagem TIG com duas tochas", tem-se um soldagem executada com duas tochas, normalmente aplicadas na solda em posição vertical, em peças de alumínio, cobre ou aços ligados. Nas juntas I, cada uma das varetas atuam em um dos lados. Quando a junta é bem preparada, quase não ocorrem falhas de ligação, poros ou inclusão de óxidos. Para juntas executadas em materiais de boa condutibilidade térmica, não é preciso preaquecimento. Tecnologia de soldagem Notas de aula 53 Os revestimentos, quer sejam de superfícies planas (figura "Revestimentos superficiais"), quer sejam de ângulos (figura "Preenchimento de cantos sem transformação de estrutura no final do cordão, obtida pela redução da amperagem, arco curto e proteção da extremidade do canto com vareta") são aplicados, em geral, com solda TIG. Esse procedimento é mais recomendável quando se tratar de perfis e contornos difíceis ou peças que sãosensíveis a grandes insumos de calor. Outro aspecto importante é que a profundidade de penetração e zona termicamente afetada podem ser mais bem controladas variando-se a amperagem, ou mesmo através da condução do processo por um soldador habilidoso. As figuras a seguir apresentam diversos dispositivos que são utilizados para auxiliarem a execução adequada da soldagem TIG. Dispositivo de fixação com trilho de cobre, com canal. Proteção da raiz pelo gás contido no canal. Dispositivo de fixação com trilho de cobre e introdução do gás de proteção. Tecnologia de soldagem Notas de aula 54 Dispositivos para soldagem de materiais sensíveis aos gases.(titânio, zircônio, molibdênio, tântalo, etc.) Na soldagem de materiais sensíveis aos gases, devem-se aplicar, em certos casos, dosadores de gás de proteção móveis, como mostra a figura a seguir. O gás protege o cordão e a raiz da solda. Na soldagem de tubos ou bifurcações, deve-se ter o cuidado de aplicar dosadores de forma cilíndrica para se obter um bom resultado. Tecnologia de soldagem Notas de aula 55 Exemplos de dispositivo de proteção gasosa da raiz da solda em tubo Dispositivo de fixação com proteção gasosa da raiz na soldagem de tubos Tecnologia de soldagem Notas de aula 56 Tipos de falhas na soldagem TIG Falhas Possível efeitos a- b- c- d- e- f- Tecnologia de soldagem Notas de aula 57 Tabela: Aplicações dos gases de proteção Processo Gás Relação química Materiais Mig -Argônio 100% -Hélio 100% -Argônio + Hélio 25...75% Inerte Inerte Inerte -Todos os metais, menos os aços -Alumínio e cobre -Alumínio e cobre Mag -Argônio + oxigênio 1...3% -Argônio + CO 2 2...5% -Argônio + CO 2 6...14% -Argônio + CO 2 5...15% O 2 4...8% -Argônio + CO 2 30% CO 2 100% -Argônio + O 2 9...12% Oxidante fraco Oxidante fraco Oxidante fraco Oxidante Oxidante fraco Oxidante fraco Aços inoxidáveis Aços inoxidáveis Aço e aços de baixa liga Aço e aços de baixa liga Aço e aços de baixa liga Aços ao carbono Tig -Hélio 100% -Argônio 100% -Argônio + Hélio 25...75% -Argônio + H 2 1...15% -Argônio + H 2 1...30% Inerte Inerte Inerte Redutor Redutor -Todos os metais -Todos os metais -Todos os metais -Aços de alta liga, níquel e ligas -Proteção de raiz para aços e materiais com níquel Tabela: Guia para soldar aços de baixa liga em CC – polaridade direta com argônio Espessura Amperagem posição plana Diâmetro do eletrodo de tungstênio Diâmetro da vareta Fluxo de gás pés 3 /hora 0,35” 0,49” 0,60” 0,89” 1,25” 100 100-125 100-140 140-170 150-200 1/16” 1/16” 1/16 3/32” 3/32” 1/16” 1/16” 1/16 3/32” 1/8” 10 10 10 10 10 Tecnologia de soldagem Notas de aula 58 Tabela: Guia para soldar bronze-alumínio, com CA de alta freqüência com argônio Espessura Amperagem posição plana Diâmetro do eletrodo de tungstênio Diâmetro da vareta Número de passes Fluxo de gás pés 3 /hora 1/4" 3/8” 1/2” 200 250 260 1/8” 5/32” 5/32” 1/8” 5/32” 5/32” 2 3 4 17 17 17 Tabela: Parâmetros para soldagem com proteção gasosa de aço-alumínio e cobre Diâmetro do arame (mm) Secção do eletrodo (m 2 ) Corrente de soldagem para aços-carbono (A) Densidade de corrente (A/mm 2 ) Velocidade média de avanço do eletrodo (cm/s) Potência de soldagem (kg/h) Aço Al Cu 0,6 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,4 0,28 0,50 0,78 1,13 2,01 3,14 4,32 65-120 100-180 150-225 180-270 260-350 310-380 340-420 230-430 200-360 190-285 160-240 130-175 100-120 75-95 18 17 15 13 10 7 3 1,4 2,4 3,3 4,1 5,7 6,1 6,5 - 1,2 1,5 1,8 2,4 2,8 3,2 - - - - 5,0 6,8 8,1 Tabel: Parâmetros para soldagem MIG de alumínio e ligas Processo de soldagem – MIG Metal-base: alumínio e ligas Metal de adição: S- Almg5 ou S.Almg4,5mn Posição de soldagem: plana Tipo de junta - topo Espessura da chapa mm Tipo de chanfro Tensão de trabalho Corrente de solda Avanço de arame m/min Diâmetro do eletrodo mm Gás de proteção /min Adição de solda g/m Gás de proteção consumo /m Tempo de soldagem min/m Número de camadas 4 5 5 6 6 8 10 12 V-(70º) V-(70º) V-(70º) V-(60º) V-(60º) 23 25 22 26 22 26 26 27 27 180 200 160 230 170 220 220 200 230 260 280 3,2 4,3 5,6 7,1 6,0 6,8 6,2 6,0 7,2 3,6 3,6 1,2 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 2,4 2,4 12 18 18 18 18 18 20 20 20 25 25 30 77 126 147 147 183 191 346 34 60 75 69 81 90 109 189 2,9 3,3 4,2 3,9 4,6 5,0 4,5 9,1 6,1 9,1 6,7 6,3 0,4 1 1 1 1 1 2 3-1 0 2 0 3 0 2-1 0 2 0 Tecnologia de soldagem Notas de aula 59 Tabela: Parâmetros para a soldagem MAG de aços-carbono sem ligas Processo de soldagem – MAG Metal-base – aço sem liga Metal de adição – arame SG 2 DIN 8559 Posição de soldagem – plana Tipo de junta - topo Espes- sura da Chapa mm Tipo de chanfro Tipo de camada (raiz) (co- bertura) Tensão de tra- balho V Corrente de solda A Diâmetro do arame mm Avanço do arame m/min Gás de proteção /min Número de ca- madas Adição de solda G/m Gás de proteção consumo /m Tempo de solda- gem min/m 1,5 2,0 3,0 4,0 - - - - 18 18,5 19 19 110 125 130 135 0,8 1,0 1,0 1,0 5,9 4,2 4,7 4,8 1 1 1 1 39 51 69 103 17 19 24 35 17 19 24 35 1,7 1,9 2,4 3,5 5,0 V-(50º) Raiz e cobertura 18,5 21,0 125 200 1,0 4,3 8,0 12 2 221 78 6,5 6,0 V-(50º) Raiz e cobertura 18,5 21 125 205 1,0 4,3 8,3 12 2 249 78 6,5 8,0 V-(50º) Raiz- centro cobertura 18 27,5 135 270 1,2 3,1 8,1 10...15 3 374 100 8,3 10 V-(50º) Raiz- centro Cobertura 18,5 28 135 290 1,2 3,2 9,0 10...15 3 591 134 10,6 12 V-(50º) Raiz- 2centro cobertura 18,5 28 138 290 1,2 3,2 9,0 10...15 4 791 168 12,7 15 V-(50º) Raiz- 3centro cobertura 18,5 28,5 130 300 1,2 3,2 9,2 10...15 5 1275 263 19,5 20 V-(50º) Raiz- 11centro cobertura 19 29 140 310 1,2 3,8 9,5 10...15 12 2085 400 29,0 20 X-(50º) Raiz- 3centro cobertura 19 29 29 140 310 310 1,2 3,8 9,5 9,5 10...15 6 1200 240 17,5 Tabela: Dados para soldagem TIG de cobre e suas ligas Grupo de materiais Espessura da chapa mm Forma de junta DIN 1912 Diâmetro da vareta Corrente de soldagem A Consumo de gás de proteção min observação Cobre ouro Sd- Cu 1,5 3 2,0 2,0 120...140 180...200 7...8 7...8 Corrente contínua Liga de Cu-A 8 ACu 5 A Cu 1,5 3 6 V-(60º) 2 2 3,2 60...80 120...150 160...250 8 8 8 Corrente alternada folga de 2mm Liga de Cu-Sn 8 Sn Cu 4 Sn Cu 3 3...6 6...12 V-(60º) 2 3,2 3,0...4,0 60...80 150...160 170...180 8 8 8...10 Corrente contínua Liga de Cu-Ni Fe 30 Ni Cu Fe 10 Ni Cu 1,5...2 3...4 5...6 V V-(60º) 2,0 3,2 3,0...4,0 100...130 150...200 200...250 8 8 8...10 Corrente contínua Tecnologia de soldagem Notas de aula 60 Tabela: Valores para soldagem TIG de alumínio e ligas Espessura da chapa mm Correntede solda A (1) Diâmetro do eletrodo de tungstênio mm Velocidade de soldagem cm/min Diâmetro da vareta mm Consumo de argônio /min Posições plana vertical sobrecarga 1 2 4 6 8 10 50...60 80...100 160...190 250...290 300...350 330...380 40...60 75...95 155...185 210...250 240...290 250...300 40...60 70...90 150...180 200...240 230...280 250...300 1,6 1,6...2,4 2,4 3,2...4,0 4,8 4,8...6,4 30 30 28 25 20 15 2,0 2,0 3,0 4,0 4,0 6,0 3...5 4...6 4...9 6...10 8...12 10...14 (1) Valores válidos para junta de topo: junta em ângulo aumentar de 10 a 20A Tabela: Valores para soldagem TIG de algumas ligas de níquel Espessura da chapa LC – Ni 99 Ni Cu 30 Fe Ni Cr 15 Fe Consum o de argônio /min Diâmetro do eletrodo mm Intensidade da corrente A Diâmetro do eletrodo mm Intensidade da corrente A Diâmetro do eletrodo mm Intensidade da corrente A 12,5 9,5 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,5 1,0 4,8 4,8 4,0 4,0 4,0 3,02 2,4 2,4 ou 2,0 2,0 210 190 160 150 135 90 80 65 ou 55 55 4,8 4,8 4,0 4,0 4,0 ou 3,2 3,2 2,4 2,4 ou 2,0 2,0 190 170 150 130 115 ou 95 75 55 50 ou 40 30 4,8 4,8 4,0 4,0 3,2 3,2 2,4 ou 2,0 2,4 2,0 150 140 130 125 80 75 60 ou 55 50 35 12...18 10...16 9...14 8...13 8...12 7...10 7...9 6...8 6...8 Tabela: Valores para soldagem TIG de aços não ligados e de baixa liga Espessura do metal-base mm Consumo de argônio /min Número de camadas Velocidade de soldagem cm/min Corrente de soldagem 0,5 0,75 1,0 1,2 1,5 2,0 acima de 2 3 4 4 4...5 4...5 5 5 1 1 1 1 1 1 várias 25...35 30...40 30...40 30...45 30...45 30...45 35...45 60...80 90...100 100...120 100...125 100...140 160...200 160...250 Tecnologia de soldagem Notas de aula 61 Questionário – resumo 1 O que se entende por solda com proteção gasosa ? 2 Quais os dois tipos de gases aplicados ? 3 Cite três gases aplicados nesses processos de soldagem . 4 Quais as diferenças fundamentais entre os processos TIG e MIG ? 5 Qual a diferença fundamental entre os processos MIG e MAG ? 6 Qual a principal finalidade do gás de proteção ? 7 Quais as principais fontes de energia dos processos MIG e MAG ? Tecnologia de soldagem Notas de aula 62 8 Quais os tipos de material de adição dos processos MIG, MAG e TIG ? 9 Cite três modos de transferência do metal de adição ? 10 Quais os principais materiais em que se emprega a soldagem MIG ? 11 Para quais materiais e pode empregar o processo de soldagem TIG ? 12 Quais os tipos de polaridade empregados no processo TIG ? 13 Quais os efeitos da polaridade no cordão de solda ? 14 Qual a influência da polaridade na tensão de soldagem ? Tecnologia de soldagem Notas de aula 63 15 Qual a influência da velocidade de avanço na tensão de soldagem ? 16 Quais os principais problemas na soldagem MIG/MAG e na TIG ? 17 Em que as posições de soldagem influenciam ? 18 Qual a influência do comprimento muito longo do arame na soldagem MAG ? Tecnologia de soldagem Notas de aula 64
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