Aula5 - Soldagem a Arco Elétrico

7/24/2019 Aula5 - Soldagem a Arco Eltrico

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Soldagem

a arcoeltrico

Prof. Hlio Padilha


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O arco eltrico

O arco eltrico a fonte decalor mais utilizada nasoldagem por fuso demateriais metlicos, pois

apresenta uma combinaotima de caractersticas,incluindo uma concentraoadeuada de energia de fuso

localizada do metal de base,facilidade de controle, bai!ocusto relati"o do euipamento,e um n"el aceit"el de risco #sa$de dos operadores.


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O arco eltrico

O arco eltrico consiste de umadescarga eltrica, sustentada atra"sde um gs ionizado, a alta temperatura,conhecido como plasma, podendo

produzir energia trmica su%ciente paraser usado em soldagem, pela fusolocalizada das peas a serem unidas.

Para soldagem a arco, correntes acimade &'''( so utilizadas no processo a

arco submerso e da ordem de &( ouinferiores no processo microplasma. Os"alores mais comuns, em soldagem,so da ordem de &' a &''(.


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O arco eltrico

)m soldagem, o arco, emgeral, opera entre umeletrodo plano, ouapro!imadamente plano *a

pea+, e outro ue selocaliza na e!tremidade deum cilindro *o arame, "aretaou eletrodo+, cua rea muito menor do ue a doprimeiro. (ssim, a maioriados arcos de soldagem t-mum formatoapro!imadamente cnico ou

/de sino0.


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1aractersticas eltricas doarco

)letricamente, o arco desoldagem pode sercaracterizado pela diferenade potencial entre as suase!tremidades e pela correnteeltrica ue circula pelomesmo.

(s regi2es de ueda andica ecatdica so caracterizadaspelos ele"ados gradientestrmicos e eltricos e as

somas das uedas depotencial nessas regi2es apro!imadamente constante,independente das condi2esde operao do arco.

( parte "is"el e brilhante do

arco constitui a coluna delasma. ( diferen a de

e3

ions4

laEVcVaV .)( ++=


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1aractersticas eltricas doarco

( diferena de potencial entre ase!tremidades do arco, necessriapara manter a descarga eltrica,"aria com a dist5ncia entre oseletrodos, chamada de comprimento

de arco *la+, com a forma, tamanho ematerial dos eletrodos, composioe presso do gs na coluna deplasma e corrente ue atra"essa oarco, entre outros fatores.

( %gura ao lado mostra a "ariao

da tenso no arco com a corrente desoldagem . )sta cur"a conhecidacomo /caracterstica esttica doarco0.


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1aractersticas eltricas doarco O plasma constitudo por molculas, tomos, ons e

eltrons. 6estes, os dois $ltimos so respons"eis pelapassagem de corrente eltrica no arco. (ssim, aestabilidade do arco est intimamente ligada #s

condi2es de produo de eltrons e ons em grandeuantidade. ( possibilidade de ocorr-ncia de diferentes

mecanismos de emisso de eltrons unto comdiferenas de composio, forma e temperatura dos

eletrodos faz com ue a polaridade dos eletrodosin7uencie signi%cati"amente a estabilidade do arco eoutras caractersticas operacionais do processo desoldagem.


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1aractersticas eltricas doarco ( estabilidade do arco importante tanto do ponto de

"ista operacional uanto da ualidade da solda. 8m arcoinst"el mais difcil de ser controlado pelo soldador, ue este precisa de maior habilidade para mant-3looperando e e!ecutar a solda de maneira adeuada. (lmdisso, o cordo de solda obtido com um arco maisinst"el tende a ter uma forma mais irregular comdimens2es "ari"eis e pode apresentar maior uantidadede porosidade, tornando3se muitas "ezes inaceit"el.


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1aractersticas trmicas doarco O arco de soldagem

apresenta, em geral,uma ele"adae%ci-ncia para

transformar energiaeltrica em trmicae transferi3la para apea.

O calor gerado num

arco eltrico podeser estimado, apartir da euao9

tIVQ =

(lm de calor, o arco eltrico geraradiao eletromagntica de altaintensidade, nas fai!as doinfra"ermelho, "is"el e ultra"ioleta,de"endo ser obser"ado com %ltrosprotetores adeuados.


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1aractersticas magnticasdo arco O arco de soldagem um condutor gasoso

de corrente eltrica. :uando comparado comum %o metlico, tende a ser muito mais

sens"el # in7u-ncia de campos magnticos. 1ampos magnticos so criados por cargas

eltricas em mo"imento. 6esta forma, emtorno de ualuer condutor eltrico

percorrido por uma corrente, e!iste umcampo magntico circular induzido por estacorrente.


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1aractersticas magnticasdo arco ; de essencial import5ncia para a

soldagem a arco a fora de compressoue o campo magntico induzido pelacorrente ue passa por um conduto e!ercesobre si prprio.


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1aractersticas magnticasdo arco

O ato de plasma direciona os gases uentes doarco contra a pea, sendo um dos mecanismosrespons"eis pela penetrao da solda. (lmdisso, ele garante ao arco eltrico uma certarigidez, e afeta a transfer-ncia de metal do

eletrodo para a poa de fuso. (s mesmas foras magnticas ue atuam no

arco e causam a formao do ato de plasmae!ercem uma in7u-ncia similar na e!tremidadefundida dos eletrodos consum"eis. )stas forastendem a estrangular o metal *pinch+ o metal

luido na regio em ue seu di5metro menore, desta forma, podem contribuir para separ3lodo %o slido. )ste efeito, particularmente para"alores ele"ados de corrente, pode e!ercer umpapel direto na transfer-ncia de metal doeletrodo para a pea.


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1aractersticas magnticasdo arco Outro efeito importante

de origem magntica ochamado /sopromagntico0 ue consiste

de um des"io do arco desua posio normal, deforma intermitente, esimilar a uma chamasendo soprada.

O sopro magnticoresulta de umadistribuio assimtricado campo magntico em

torno do arco, o uecausa o aparecimento de


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1aractersticas magnticasdo arco

O sopro magntico pode serminimizado ou eliminado atra"s dealgumas medidas simples, entre elas9 >nclinar o eletrodo para o lado para o

ual se dirige o arco? @oldar com arco mais curto? 8sar mais de uma cone!o de corrente

na pea, "isando balance3la em relaoao arco?

8sar corrente de soldagem mais bai!a,uando poss"el? 8sar corrente alternada, pois o efeito de

sopro menor.

a

b


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Fontes de energiapara soldagem a

arco


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>ntroduo

( soldagem a arco utiliza uma fonte de energiaproetada especi%camente para esta aplicao e capazde fornecer tenso e corrente, em geral, na fai!a de&' a A'B e &' a &C''(, respecti"amente.


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=euisitos bsicos

Produzir sadas de corrente e tensocom caractersticas adeuadas paraum ou mais processos de soldagem?

Permitir o auste de dos "alores decorrente eDou tenso para aplica2esespec%cas?

1ontrolar, durante a soldagem, a"ariao dos n"eis de corrente etenso de acordo com os reuisitos daaplicao.


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1aractersticas estticas edin5micas

O funcionamento de uma fonte deenergia depende fundamentalmentede suas caractersticas estticas e

din5micas. (mbas afetam aestabilidade do arco e aaplicabilidade da fonte para um dado

processo de soldagem, mas de formadiferente.


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1aractersticas din5micas

(s caractersticas din5micas en"ol"em"aria2es transientes de corrente e tensofornecidas pela fonte em resposta a mudanasdurante a soldagem.

(s caractersticas din5micas so importantes9


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1aractersticas estticas

(s caractersticas estticasda fonte so indicadas naforma de cur"ascaractersticas, obtidas

atra"s de testes comcargas resisti"as, e ueso, muitas "ezes,publicadas pelo fabricanteno seu manual. 1om base

na sua cur"acaracterstica, uma fontepode ser classi%cada comode corrente constante oude tenso constante.


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(s caractersticas estticas da fonte so indicadas naforma de cur"as caractersticas, obtidas atra"s de testescom cargas resisti"as e ue so, muitas "ezes, publicadaspelo fabricante da fonte em seu manual.

1om base na forma de sua cur"a caracterstica, uma fonte

pode ser classi%cada como de corrente constante ou detenso constante.


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(s fontes de corrente constante apresentam uma tenso em "aziorelati"amente ele"ada *entre EE e FEB+.


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1aractersticas estticas Gontes de tenso constante fornecem basicamente a mesma tenso em

toda a sua fai!a de operao. ( inclinao deste tipo de fonte situa3se entrecerca de ','& e ','AB. )stas fontes permitem grandes "aria2es de correntedurante a soldagem uando o comprimento de arco "aria ou ocorre umcurto3circuito.

)ste tipo de comportamento permite o controle do comprimento de arco por"aria2es da corrente de soldagem *a ual controla a "elocidade de fuso

do arame+ em processos de soldagem nos uais o arame alimentado comuma "elocidade constante.

(dicionalmente, o grande aumento de corrente ue ocorre uando oeletrodo toca o metal de base, facilita a abertura do arco e possibilita atransfer-ncia do metal de adio do eletrodo para a poa de fuso durante ocurto3circuito.


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1iclo de trabalho

)m todas as muinas de solda so especi%cadas os "alores dochamado ciclo *ou fator+ de trabalho. )ste fator relaciona acorrente de soldagem utilizada e o tempo de soldagem ue permitido utilizar a muina de solda com arco eltrico aberto, emrelao a um tempo de &' minutos.

(ssim, caso se faa uma regulagem de corrente de &E' (,

recomenda3se ue num tempo de &' minutos no se ultrapassede *C' I &' minutos+ J C minutos de arco aberto, ou sea ,efeti"amente soldando. 1aso se regule a muina com F' (,poder3se3ia soldar durante K minutos num tempo total de &'minutos.

%100=

teste

arco

t

tCt

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