Aula 7- Arco Elétrico - PPI - Unifor

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O ARCO ELÉTRICO DE SOLDAGEM
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ARCO ELÉTRICO
O que é o arco elétrico? 
 Considerado o 4o estado da matéria (plasma);
 Descarga elétrica entre dois eletrodos (arame-peça) em um gás, 
ou vapor metálico, altamente ionizado e eletricamente neutro (T = 
3.000 a 30.000 °C);
 Uma descarga elétrica sustentada através de um plasma 
condutor (gás ionizado – presença de íons e e- livres) de elevada 
temperatura produzindo suficiente energia térmica para aplicação 
na união de metais por fusão (ASM); 
 O jato de plasma, sempre, se desloca do eletrodo (arame -
cilíndrico) para a peça (plana).
Tecnologia da Soldagem
• O Arco Voltaico
Proteção
Eletrodo
Arco voltaico
Fonte de Energia
Material de base
PROCESSO DE SOLDAGEM A ARCO VOLTAICO
Proteção
Eletrodo
Arco voltaico
Fonte de Energia
Material de base
PROCESSO DE SOLDAGEM A ARCO VOLTAICO
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ARCO ELÉTRICO
Um arco voltaico é a passagem de corrente elétrica através de um gás. 
Todavia, nas condições normais de temperatura e pressão, todo gás é 
isolante elétrico, quando submetido a campos elétricos de intensidades 
normais. O ar, por exemplo, situado entre dois eletrodos afastados de 1 
mm, necessita da aplicação de uma diferença de potencial de quatro mil 
volts para se tornar condutor.
Um gás torna-se condutor quanto se ioniza, isto é, quando passa a possuir 
íons e elétrons livres, e seu comportamento muda de tal modo que recebe a 
denominação especial de plasma.
Representação das condições necessárias para abertura de um arco.
ARCO ELÉTRICO
A maioria dos arcos em soldagem tem um formato aproximadamente
cônico, com o diâmetro junto da peça maior do que o diâmetro próximo do
eletrodo.
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ARCO ELÉTRICO
Obtenção do arco voltaico
Método mais simples:aquecer os eletrodos e o gás entre eles através de 
um curto circuito
1- Existe uma DDP entre a peça e o eletrodo
2- Eletrodo toca na peça, tensão cai rapidamente, não atinge zero devido a 
resistência do contato
3- Corrente cresce até um valor próximo ao curto circuito
4- Temos o efeito JOULE, região do contato aquece até a incandescência
4- Quantidade de calor liberada arranca os elétrons dos átomos do 
ambiente gasoso
por efeito da emissão termo iônica da zona incandescente
5- O gás se ioniza, devido a alta temperatura no contato e são gerados 
vapores metálicos que também se ionizam.
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Oscilograma da tensão e corrente no instante da abertura do arco
Tensão cai quando 
abro o arco e corrente 
sobe
Tensão não chega a zero 
temos uma certa indutância 
no circuito
Tensão sobe pelo efeito do 
plasma
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ARCO ELÉTRICO
Representação de um arco de soldagem e do gradiente de potencial ao 
longo do mesmo.
1- Mancha catódica:Parte do eletrodo negativo (cátodo) da qual os elétrons são emitidos
2- Região de queda catódica:Região gasosa do catodo onde ocorre queda brusca de potencial
3- Coluna do arco: A porção mais luminosa e visível do arco, porém com baixo grad. potencial
4- Região de queda anódica: Região gasosa do anodo onde ocorre queda brusca de potencial
5- Mancha anódica:Parte do eletrodo positivo (anodo) da qual os elétrons são absorvidos
1
2
44
Mancha anódica
Comprimento
Queda de tensão
3
5
Nuvem de íons
e-
+
-
ARCO ELÉTRICO
A parte visível e brilhante do arco constitui a coluna de plasma, que
apresenta gradientes térmicos e elétricos bem mais baixos do que as
regiões anteriores. A diferença de potencial nessa região varia de forma
aproximadamente linear com o comprimento do arco. A diferença de
potencial entre o eletrodo e a peça é dada por:
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Característica Estática do ARCO 
Característica mais importante : relação Tensão x Corrente nas regiões 
do arco.
Quando a corrente é baixa, existe pouca energia disponível para o 
aquecimento e ionização do meio em que o arco ocorre, resultando em 
uma maior dificuldade para a passagem da corrente e, como 
consequência, em um aumento da tensão elétrica do arco.
Características térmicas do ARCO 
O arco em geral apresenta, uma elevada eficiência para transformar a 
energia elétrica em térmica e transferi-la para a peça. O calor gerado 
num arco elétrico pode ser estimado por: 
Características térmicas do ARCO 
Um aumento de corrente de soldagem, ocasiona uma maior geração de 
energia no arco, levando ao aparecimento de temperaturas mais altas 
além de aumentar as dimensões do arco.
Características magnéticas do ARCO 
Características magnéticas do ARCO 
Características magnéticas do ARCO 
Características magnéticas do ARCO 
Questões
1 – Nomeie os principais grupos de processos incluídos na soldagem por 
fusão?
2 – Defina o que é um arco elétrico?
3 – Por que o fator de transferência de calor é maior em processos de 
soldagem a arco que utilizam eletrodos consumíveis que naqueles que 
usam eletrodos não consumíveis?
4 – Descreva o processo de soldagem a arco com eletrodos revestidos.
5 – Qual é o efeito da intensidade da corrente de soldagem sobre o arco 
elétrico?
6 – Explique como a intensidade da corrente elétrica afeta a geometria 
do cordão de solda e as propriedades da junta soldada?