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ELETRODO REVESTIDO Conceituação: O processo consiste na abertura e manutenção de um arco elétrico entre o eletrodo revestido de natureza consumível e a peça a ser soldada. O arco funde simultaneamente a peça e o eletrodo. O metal é transferido para a peça, formando uma poça fundida que é protegida da atmosfera pelos gases de combustão do reves-timento. O metal depositado e as gotas do metal fundido recebem proteção adicional através da formação da escória, devido à alguns componentes do revestimento. A densidade da escória é muito menor do que a do metal, fazendo com que esta flutue sobre o metal líqui-do. A escória deve ser removida depois da solidificação. Características de Aplicabilidade: Versatilidade: a) soldagem em locais internos e externos b) juntas em qualquer local podem ser soldadas, pois longos cabos de extensão podem ser usados c) equipamentos portáteis d) acessibilidade à juntas difíceis, flexibilidade

Qualidade da Junta: Propriedades equivalentes e na maioria das vezes superiores à do metal de base Metais Soldáveis: Depende da utilização do consumível compatível (alma e revestimento) - aços ao carbono - aços baixa liga - aços inoxidáveis

- ligas resistentes ao calor - aços temperáveis - ferro fundido

- ligas de cobre - ligas de níquel - ligas de alumínio

Limitações: a) o comprimento fixo dos eletrodos (350 a 450 mm) requer reposição sistemática b) este mesmo comprimento, aliado ao revestimento protetor, limitam as correntes de trabalho A produtividade é dependente da quantidade de corrente circulante no consumível. O elemento é um con-dutor de corrente e à medida que o procedimento vai ocorrendo o eletrodo vai sendo consumido. Com isso, além do calor gerado no ar, tem-se aquecimento do eletrodo por efeito Joule. O uso de corrente de solda-gem muito elevada pode levar a um superaquecimento do eletrodo, o que pode ter como consequência a queima do revestimento, gerando um produto final de má qualidade. Pode-se ainda danificar o porta-eletrodo. É uma consequência de proteger o revestimento e evitar um aquecimento excessivo. Parâmetros de Soldagem: - tensão (V) - intensidade de corrente (I) - velocidade de soldagem (vs) Energia de soldagem: E = V.I / vs Aporte térmico: AT = V.I.µ / vs c) a remoção da escória diminui a produtividade e esta dificulta a visibilidade durante a soldagem, possibili-tando o aparecimento de defeitos (produtividade: 1 a 5 kg/h) d) exige habilidade operatória (extrema sensibilidade ao controle manual) e) difícil automação a não ser que use uma soldagem gravitacional

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É difícil controlar automaticamente a distância do eletrodo para a superfície da peça e também o mecanismo de troca de consumível, remoção da escória e continuação do processo no ponto correto. Proteção: - máscara - avental - mangas - polainas - boné com cobre-dorso - luvas - macacão - botinas industriais (ou chancas com solado de madeira) emissão de radiação nociva (ultravioleta A e B + infravermelho) proteção para o soldador e para o ambiente dissipação dos gases que emanam do revestimento Posições de Soldagem: - plana - horizontal - vertical descendente e ascendente - sobre a cabeça Máquinas de Solda – Fontes de Energia: Tipos de saída: 1) Corrente Contínua (CC):

- motor gerador (motor elétrico ligado na tomada em corrente alternada que vai acionar um elemen-to gerador, tendo a saída em corrente contínua) - grupo eletrógeno (motor a diesel ou gasolina que aciona um dínamo que produz a corrente contí-nua) - elemento retificador (transformador e na saída diodos para produzir a corrente contínua)

Corrente continua: consiste em ter uma curva de evolução da corrente da soldagem, uma subida e depois mantida constante durante o tempo (corrente de operação). Pode ter polaridade positiva ou negativa. 2) Corrente Alternada (CA): Situação em que tem a corrente em função do tempo normalmente no padrão senoidal em que a corrente passa por um ciclo positivo e um ciclo negativo e é caracterizado por um período de tempo que vai originar uma frequência que normalmente é da ordem de 60Hz. Não tem mais a situação de polaridade (escolha de acordo com o eletrodo); é uma característica do sistema 3) Mistas Configurações de montagem: - Polaridade direta: eletrodo no pólo negativo - Polaridade reversa: eletrodo ligado no pólo positivo Influenciam de maneira significativa o comportamento do arco e um parâmetro chamado de transferência metálica (diz respeito a forma como o metal vai sair do eletrodo e vai chegar sobre a peça como metal depo-sitado). Dependente da polaridade do eletrodo. Classificação pela Curva Característica Estática A curva característica de uma maquina de soldagem pode ser de dois tipos: - tombante ou de corrente constante

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- plana ou de tensão constante Tensão em aberto (ponto de partida) Tensão máxima (curto circuito) Soldagem: situação em que é estabelecido o arco elétrico entre o eletrodo e a peça, portanto tem uma situação em que para uma determinada distancia entre o eletrodo e a peça tem-se uma voltagem ou tensão de arco. Esse comprimento de arco ou o próprio arco elétrico tem uma resistência à passagem de corrente. Se tiver uma distancia estabelecida (comprimento l do arco) gera-se uma resistência que pode ser aproximada pela Lei de Ohm. Se afastar o eletrodo da peça tem um maior comprimento de arco l2 > l1. Aumentando o comprimento, aumenta-se a resistência, aumenta-se a voltagem. Ao afastar o eletrodo da peça, sobe a tensão e a corrente diminui, portanto uma variação da tensão vai influenciar na dissipação de potencia do sistema A curva característica das maquinas é praticamente vertical (tombante). É importante, pois como tem soldagem manual é inevitável que irá ocorrer afastamento/aproximação do eletrodo da peça, o que vai resultar na variação da corrente de soldagem. Com isso grandes variações de tensão vão implicar em pequenas variações de corrente e, sendo a corrente responsável pela fusão e consumo do eletrodo, vai ter uma perturbação mínima na soldagem, embora a corrente varie (faixa pequena). Por isso a curva tombante é ideal para a soldagem manual (corrente constante). Se for do tipo plana uma variação de tensão muito pequena causará um espalhamento da corrente muito grande, sendo melhor para o processo semiautomático. Classificação quanto ao fator de trabalho Limitação quanto ao nível de corrente. Determinação do tempo que pode utilizar a corrente máxima em uma maquina (resistência de operação e trabalhabilidade do equipamento). Classificação da máquina quanto ao ciclo de trabalho ou fator de trabalho: - Classe I – 60 a 100% - Classe II – 30 a 50% - Classe III – faixa de 20% O ciclo de trabalho se refere ao intervalo de tempo ou percentual do intervalo de tempo que um equipa-mento pode operar a plena carga sem risco de sobrecarga. Limite para que a máquina não entre em colapso (tempo padrão – 10 minutos). Fatores de Seleção da Fonte de Soldagem: - potência disponível - disponibilidade de espaço físico - custo inicial - localização da operação de soldagem - pessoal disponível para a manutenção

- versatilidade - potência efetiva desejada - ciclo de trabalho - eficiência - tipos de eletrodos a serem utilizados

Eficiência (e) das Fontes de Energia: Pode ser comparada em termos de:

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- consumo de energia - taxa de fusão - taxa de deposição Taxa de fusão: medida da velocidade com que o eletrodo/consumível é gasto Taxa de deposição: quantidade de material depositado por hora a) consumo de energia: - motor gerador (MG): e = 50% (pior rendimento elétrico, melhor saída de corrente de tensão, mais estável do ponto de vista de soldagem) - transformador retificador (TR): e = 63% - transformador simples (T): e = 80% b) taxa de fusão do eletrodo (TF) Dependendo do tipo de máquina que se tem, tem-se a característica da corrente elétrica disponibilizada e do valor da tensão que é disponibilizado ao processo para manutenção do arco. A velocidade de queima do consumível e a transferência metálica dele estão atreladas a isso, da constância do fornecimento de energia e do estabelecimento da diferença de potencial para que o processo seja estável. O motor gerador é o mais eficiente. Melhor saída de corrente de tensão. É o sistema mais estável, por isso, a tendência para flutuações de corrente, variação de tensão é menor quando se trabalha com motor gerador. MG 7,7% > TR MG 12,4% > T Gráfico Típico de Taxa de Fusão do Eletrodo (Taxa de Queima):

- pro mesmo diâmetro de eletrodo a taxa de fusão cresce linearmente - quanto menor o diâmetro do eletrodo, mais rápido vai ser a taxa de fusão com o aumento da corrente c) taxa de deposição (TD) Devido à estabilidade e constância do arco, novamente o motor gerador é o mais eficiente. Em correntes elevadas há uma perda significativa em respingos, gases e fumos durante a soldagem MG 8,8% > TR MG 15,1% > T Eficiência dos eletrodos (eE) eE = TD/TF x 100% Características Básicas de Comportamento em Função do Tipo de Corrente e Polaridade: Equipamentos com Corrente Contínua: - apresentam uma queda de tensão maior nos cabos, inerente ao sistema elétrico de transmissão de energia - em soldagem de chapas finas a CC é mais adequada, baixa intensidade de corrente para evitar perfuração da peça. CC, pois conseguirá uma maior estabilidade do processo - qualquer tipo de eletrodo em CC Os eletrodos projetados para CA são projetados para trabalhar em correntes mais altas

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Se colocar eletrodo de CC para trabalhar em CA vai ter que trabalhar para estabilizar em um nível de corren-te muito mais alto e com isso irá degradar as características do eletrodo - mais fácil abertura de arco - mais fácil a soldagem fora de posição (posição diferente da plana) - equipamentos mais caros - principal problema é o sopro magnético. É um defeito que pode acontecer durante a operação de soldagem. É um desvio do arco de sua posição normal de operação, que pode ser causada por variação brusca na direção da corrente e/ou distribuição não uniforme de material ferromagnético em torno do arco Minimizar o sopro magnético: a) diminuir corrente de soldagem (eletrodos mais finos) e manter o arco o mais curto possível b) soldar em direção a uma solda c) técnica do passo a ré d) colocar o grampo terra: - o mais longe possível da solda - no início da solda e então soldar em direção a uma solda - no fim da solda

- envolver a peça com cabo terra de forma a criar um campo magnético (bobina) – não recomenda-do devido a geração de indutância

e) trocar para CA Polaridade - polaridade negativa (direta) - polaridade positiva (inversa ou reversa) E escolha da polaridade depende: - do eletrodo (características do revestimento) - do tipo de metal a ser soldado (óxidos refratários, insumo de calor) - da penetração desejada O tipo de eletrodo é que determina a polaridade (determinação pelo fabricante) Polaridade Negativa - pode ser usado para a soldagem de todos os aços, com exceção de soldagens com eletrodos do tipo baixo hidrogênio (pouca celulose no revestimento, característica de penetração baixa) - as taxas de fusão e de deposição são maiores do que com CA, porém com menores penetrações (tendência do eletrodo ficar mais quente do que a peça (taxa de fusão elevada) - as tensões de contração são menores (poça de fusão estreita), consequentemente é menor a susceptibili-dade de trincamento por restrição geométrica - por causa da maior concentração de calor no eletrodo a soldagem é mais rápida e a peça é menos suscep-tível a distorções Polaridade negativa para: - chapas finas (evitar perfuração) - chanfros com grande abertura de juntas (volume de metal líquido necessário é maior) - soldagem multipasse (maior depósito de material, maior produtividade) Polaridade Positiva - maior quantidade de calor concentrada na peça - maior penetração do que polaridade negativa e CA (para a maioria dos eletrodos, eletrodo de celulose é diferente) Polaridade positiva para: - passes de raiz com cobre-junta (mata-junta)

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- soldagem fora de posição (diferente da plana), devido a geração de poça mais estreita, facilidade de con-trole, menos área Equipamentos com Corrente Alternada: - resultado intermediário (reúne a cada ciclo as características de polaridade negativa e positiva) - exige maior habilidade operatória e é mais difícil de soldar fora de posição, pois o arco pulsativo dá uma certa instabilidade quando comparado com CC - difícil utilização com eletrodos finos (baixa corrente), como também a manutenção de arco curto (exceto para eletrodos com pó de ferro) - as taxas de deposição e penetração são intermediárias entre CC(+) e CC(-) - todos os eletrodos para CA podem ser usados em CC, mas o contrário não (CA tem maiores níveis de cor-rente, queima do revestimento) - queda de voltagem nos cabos é menor do que CC, porém evitar utilização de cabos compridos, principal-mente enrolados, pois podem vir a funcionar como uma bobina, cuja indutância força o transformador e diminui a energia disponível - efeitos de sopro magnético são desprezíveis (as correntes elevadas necessárias aos eletrodos de grande diâmetro não trazem problemas de sopro) - maior quantidade de respingos do que em corrente contínua - ideal para soldagens de seções espessas Eletrodos Revestidos: Características Físicas e Químicas Características Básicas: São constituídos por uma alma metálica cercada por um revestimento composto de matérias orgânicas e/ou minerais. O material da alma metálica depende do material a ser soldado, podendo ser da mesma natureza ou de natureza diferente do metal de base Soldagem homogênea: metal de base da mesma natureza do metal de adição Soldagem heterogênea: metal de base diferente do metal de adição Os vários materiais que compõem o revestimento entram na forma de pós, a exceção do aglomerante que normalmente é o silicato de sódio ou potássio. O revestimento é geralmente composto de: - elementos de liga

- papel de aumento da resistência mecânica - Fe/Cr, Fe/Ni, Fe/Mn (endurecimento por solução sólida substitucional) - normalmente, na forma de Fe-liga, pois é mais barato do que o metal puro

- desoxidantes - gerar um produto (escória) para evitar a oxidação do metal de solda - a contaminação do ar atmosférico tem que ser eliminada pelos desoxidantes - Fe/Si, Fe/Mn, Fe/Cr

- estabilizadores de arco - produtos que facilitam a soldagem (melhor controle do eletrodo na soldagem) - diminui a quantidade de respingos - rutilo, ilmenita, silicatos de Na, K, etc

- formadores de escória - formação da película protetora (barreira física) entre a poça de fusão e a atmosfera - materiais fundentes - eficiência na união (molhabilidade) - argila, talco, rutilo, CaCO3, SiO2, Fe/Mn, feldspato, asbestos, amianto - formadores de gás - produzir atmosfera no entorno do arco para evitar a penetração do oxigênio - celulose, CaCO3, dolomita

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Funções dos Revestimentos: - estabilizar o arco (permitir soldagem uniforme sem perturbações/respingos/apagamento do arco) - fornecer gás e camada de fluxo para proteger o arco e o metal contra a contaminação atmosférica - controlar as reações metal fundido/metal de base permitindo adições de elementos de liga ao metal de solda - formar escória sobre o metal depositado para proteger, refinar e auxiliar a manipulação do metal de solda. A escória é refratária, oferecendo uma resistência térmica da junta a condução de calor), diminuindo o resfri-amento da junta, evitando a formação de martensita - evitar o brusco resfriamento em ligas temperáveis - produzir as características desejáveis de transferência do metal de solda (Spray, Globular, Curto-Circuito) - isolante elétrico para chanfros profundos - em eletrodos com pó de ferro, aumentam a taxa de depósito por tempo de trabalho A qualidade de um eletrodo é julgada pela: - qualidade do metal depositado - economia com a qual o material é depositado - facilidade pela qual ele é usado pelo soldador Classificação dos Eletrodos: AWS: E-XXX Y Z X: resistência mínima à tração em Ksi Y: posição de soldagem (1 – todas as posições / 2 – plana/filetes horizontais) Z: corrente, polaridade e tipo de revestimento Ex: E-6010; E-7018 Classificação para aços inoxidáveis: E-XXX Y – Z XXX: tipo de inox obtido no depósito Y: elemento químico adicional (L: %C < 0,04%) Z: 15, todas as posições, CC, básico / 16, todas as posições, CA/CC, rutílico Ex: E 308 L; E 310 Mo ABNT: E-XX Y Z - W F XX: limite de resistência a tração em kgf/mm² Y: posições de soldagem (1: todas as posições / 2: todas exceto vertical descendente / 3: plana e horizontal / 4: plana) Z: tipo de corrente e penetração W: característica do revestimento (ácido, básico, celulósico, oxidante, rutílico, titânico, outros) F: só quando tiver pó de ferro Ex: E-4433-AF; E-4410-C Efeito da Umidade no Revestimento dos Eletrodos: Se o teor de umidade for alto, durante a soldagem a umidade se decompõe no arco elétrico e se o hidrogê-nio se depositar no metal de solda ocorre a fissuração ou trincamento - deve-se seguir instruções dos fabricantes quando a estocagem e à ressecagem dos eletrodos - a família dos eletrodos baixo-hidrogênio (E7015, E7016, E7018) devem ser mantidos em níveis em torno de 0,3%. Estes eletrodos não devem ser mantidos ao ar livre após a ressecagem por mais do que 1 ou 2 horas (utilização de estufas portáteis cochichos) Fissuração por Hidrogênio (Trinca a Frio): Fenômeno que vai ocorrer decorrente do revestimento e contaminação. Ocorre algumas horas depois, devi-do a difusão do hidrogênio no metal de solda (só ocorre em aço de natureza temperável). O hidrogênio a-

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tômico vai tentar migrar dentro da malha da estrutura do ferro, tendo um aumento do campo de tensões internamente no material. Ocorre principalmente devido: - presença de hidrogênio proveniente do revestimento - elevado nível de tensões residuais quando do resfriamento da solda - estrutura metalográfica susceptível (microestrutura martensítica) - baixa temperatura (transição dúctil-frágil) Fontes Usuais de Hidrogênio: - umidade proveniente dos revestimentos e fluxos - quaisquer compostos hidrogenados nos consumíveis - óleos, graxas e sujeiras em geral na peça a ser soldada - óxido hidratado (carepa, ferrugem) na superfície dos arames ou das peças Eletrodos Sintéticos: Eletrodo no qual a alma é constituída por um aço baixo-carbono e no qual o revestimento contém a totali-dade dos elementos de liga (ex. para aços inoxidáveis) Praticamente todos são eletrodos sintéticos, pois a reação de fundição da alma mais o revestimento que vai ter a reação química na fusão para gerar o metal de solda com a condição esperada. Propriedades Tecnológicas dos Eletrodos Sintéticos: - a utilização de um arame de baixo-carbono, que possui condutibilidade elétrica e térmica maior do que dos aços alta liga, do tipo austeníticos, por exemplo, que possuem dificuldade na condução de eletricidade e calor - a incorporação da totalidade dos elementos de liga no revestimento confere um rendimento elevado aos produtos - a alma de aço baixo-carbono permite a soldagem de uma larga gama de correntes, sem dificuldades de estabilidade de arco e sem riscos de aquecimento excessivo Vantagens dos Eletrodos Sintéticos: - podem trabalhar com uma gama variada de correntes - apresentam grande velocidade de fusão e, portanto, alta produtividade - preço por kg mais barato - ignição e re-ignição fácil de arco - fusão suave, estabilidade de arco e baixas perdas por respingos - remoção fácil da escória e ótimo aspecto do cordão - um eletrodo sintético de um dado diâmetro deposita tanto material quanto um eletrodo clássico de diâme-tro superior

TIG Processo TIG: soldagem com eletrodo não consumível de tungstênio sob proteção de atmosfera gasosa Definição: processo de soldagem em que a coalescência é produzida pelo calor gerado por um arco elétrico entre o eletrodo de tungstênio e o metal de base, sob uma atmosfera de gás inerte. No caso do processo TIG tem-se um elemento principal para o estabelecimento do arco que é o eletrodo de tungstênio. Ele é única e exclusivamente para estabelecimento do arco, ou seja, apenas possibilita a abertura do arco elétrico (não-consumível). A proteção no processo TIG não tem escória, pois não tem alimentação contínua que nem no processo de eletrodo revestido. A proteção é feita com fluxo de gás protetor, gases inertes (não reagem com absoluta-

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mente nada, como argônio, hélio ou mistura destes). Não tem nenhum tipo de reação do gás com o eletrodo ou com a poça de fusão. A tocha de soldagem TIG consiste em um núcleo de cobre (tubo) e dentro desse tubo é localizado o eletro-do. O eletrodo passa por dentro desse tubo de contato e no entorno desse eletrodo existe um tipo de pinça (tubo ranhurado) que vai entrar dentro do bico de contato, garantindo o contato elétrico. Bocal cerâmico faz toda a proteção do sistema e garante o fluxo do gás em regime laminar para garantir que tem uma cortina de gás protegendo. A escolha do eletrodo de tungstênio ocorre devido: - alta temperatura de fusão - metal que tem uma capacidade termoiônica elevada (grande capacidade/facilidade de emitir elétrons) Trata-se de um processo que tem baixa produtividade (mais baixa produtividade) Aplicabilidade: - devido ao alto ponto de fusão do tungstênio, o sistema possibilita a manutenção de altas temperaturas em uma fonte de calor extremamente concentrada e protegida, garantindo uma pequena zona termicamente afetada - pode-se manipular amperagens muito baixas, o que permite a soldagem de chapas muito finas Vantagens: - solda praticamente todos os materiais - solda com ou sem material de adição (soldagem autógena) - fácil automatização - cordões lisos com excelente acabamento - não há formação de escória (excelente visibilidade durante o processo) - gases inertes (sem fumaças ou vapores tóxicos) Desvantagens: - baixa produtividade (100 a 1300 g/h) - transferência acidental de tungstênio fundido para a poça de fusão (inclusões duras e frágeis) Consiste em colocar o eletrodo a uma distância curta da peça e ao mesmo tempo tem que manter a vareta de metal de adição dentro do arco (a qual vai sendo consumida). A vareta não pode tocar no eletrodo, tem que tocar na poça de fusão. É o processo mais difícil de soldar manualmente. Em função de ter que manter a tocha a uma determinada distância, se não houver esses cuidados, se o eletrodo tocar na poça de fusão, ou se tocar na vareta de material de adição, ocorre adição de tungstênio na peça e com isso tem-se a formação de inclusões muito duras e frágeis, o que compromete a integralidade da estrutura. - a exposição do metal de adição (vareta) aquecida ao ar pode contaminar a poça de fusão (não pode tirar a vareta durante a soldagem, senão forma-se óxido pelo fato da vareta não estar mais sob proteção dos gases de proteção) - os gases inertes de proteção e eletrodos são dispendiosos - a fonte de energia, por ser mais sofisticada, é de maior custo inicial - exige certa habilidade manual e soldadores especializados - é um processo caro e lento, paralelamente à sua alta qualidade, só se justificando quando o produto final ou os materiais empregados exigirem Características Elétricas do Processo: Corrente Contínua – Polaridade Negativa: - mancha catódica no eletrodo. Para dar estabilidade e concentração, a ponta do eletrodo é afiada - emissão de elétrons é feita do eletrodo para a peça - o eletrodo trabalha mais frio (1/3 de calor) - não há o efeito de remoção de óxidos refratários (a peça deforma e não consegue-se soldar)

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- peça com 2/3 de calor - maior penetração - eletrodos de menor bitola comparado à polaridade positiva - formato finger-type da poça de fusão (junta estreita com profundidade grande) Corrente Contínua – Polaridade Positiva: - eletrodos de maior bitola para a mesma corrente no caso de polaridade negativa - eletrodo receptor de elétrons - 2/3 do calor no eletrodo, cuja ponta funde, tomando uma forma esferoidal (perigo de inclusão de W) - penetração menor do que com polaridade negativa - poça de fusão mais larga - capacidade de dispersar películas tenazes de óxidos metálicos Efeito de dispersão dos óxidos refratários: - emissão eletrônica do metal de base na zona de solda. Os elétrons fluem vigorosamente da peça rompen-do a camada de óxidos e dispersando-as - bombardeamento da peça por íons positivos e pesados - dissociação eletrolítica dos óxidos em virtude da temperatura e correntes locais (mesma técnica da obten-ção do Al, por exemplo) Apesar de o eletrodo positivo propiciar a quebra da camada de oxido ele não é totalmente eficaz, pois nor-malmente a poça de fusão é muito larga e rasa. Como tem que ter profundidade de penetração para integri-dade da estrutura faz-se a utilização de corrente alternada. Corrente Alternada: - propriedades intermediárias entre CC(–) e CC(+), tanto em penetração quanto em largura da zona fundida - efetivo efeito de dispersão de óxidos durante o ciclo positivo associado a uma diminuição na temperatura do eletrodo durante o ciclo negativo (fusão acentuada do metal de base) - poça de fusão intermediária - 50% de calor na peça e 50% de calor no eletrodo - proporcionar durante o processo de soldagem uma situação intermediaria entre transferência de calor e formato de geometria do cordão (largura e profundidade do cordão).

Problemas com Corrente Alternada: Retificação Inerente; quando solda com corrente alternada tem-se polaridade (+) e polaridade (-). Quando o eletrodo tem polaridade negativa e a peça positiva o eletrodo é o emissor de elétrons, entretanto, quando a peça passa a ser negativa, é o metal de base que tem que emitir elétrons, tendo-se então uma diferença na emissão de elétrons entre o eletrodo e o metal de base. Normalmente o metal de base tem menos capaci-

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dade de emissão de elétrons, havendo uma tendência para um atraso na re-ignição do arco e, em função dessa menor capacidade, tem-se o ciclo positivo reduzido, causando um desbalanceamento, chamado de retificação inerente, consistindo em um problema elétrico. Para obter-se um fluxo de corrente balanceado são utilizados capacitores ligados em série ou uma fonte de voltagem CC. Problemas da onda desbalanceada: - reduz o efeito de remoção de óxidos refratários - pode causar saturação magnética no transformador com conseqüente superaquecimento - resulta em um fator de potência baixo (carga indutiva/carga capacitiva), gasta mais do que o necessário - pode produzir perfis de solda indesejáveis, ao mesmo tempo que a incidência de defeitos é aumentada - em soldagens com níveis altos de corrente, essa componente CC também alta, traz associada problemas de sopro magnético Com a correção, teremos o eletrodo trabalhando mais quente, no ciclo positivo, o que irá acarretar em diâ-metros maiores para as mesmas correntes nominais do que em sistemas não balanceados. Retificação Parcial/Total: como a tensão passa duas vezes por um valor nulo durante cada ciclo, acarreta a extinção do arco nos momentos de V = 0. Consequentemente o arco tem que ser reiniciado a cada meio ciclo, necessitando de maiores tensões nestes instantes. Quando a re-ignição é do ciclo positivo para o negativo é mais fácil, pois o fluxo de elétrons passa a sair do eletrodo, que é bom emissor e está aquecido pelo ciclo positivo. Quando a inversão de corrente e o fluxo tem que sair do metal de base é mais difícil, pois o sistema espera até que a tensão no arco cresça de um valor tal que permita a emissão. Esse tempo de corrente nula acarre-tará uma diminuição do clico positivo (retificação parcial), podendo em casos extremos, até eliminá-lo (retifi-cação total). Solucionar o problema: - tensões altas de circuito aberto - uso de injetores de tensão - uso de unidades de alta freqüência (mais usual) - tensões na ordem de 3 a 5 kV - alta freqüência 350 kHz a 3 MHz - não há perigo de choque (correntes superficiais, dá potência ao sistema)

- permite a abertura inicial do arco sem que se toque na obra (pode-se fazer preaquecimento em blocos de Cu) - em CA funciona durante todo o tempo e em CC somente na partida (sistema automático) - problema de emissão de radiofreqüência

Funcionamento CC: - saída do gás de proteção - ignitor - vence a resistência elétrica - estabelecimento do arco - corta ignitor - se afastar demais o eletrodo o ignitor entra em ação novamente Fontes de Energia: Para CA utilizam-se transformadores com voltagem de circuito aberto de 80 – 100 V Para CC utilizam-se transformadores/retificadores ou motores geradores com tensões (CA) entre 65 – 80 V A característica estática dessas máquinas é inclinada (corrente constante – tombante), onde pequenas oscila-ções da mão do soldador, com consequente variação da tensão no arco, não acarretam sensíveis diferenças na corrente de soldagem (vide figura acima).

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Gases de Proteção: Finalidade: - fornecer atmosfera ionizável para o arco (possibilitar formação do arco) - proteger o eletrodo, poça de fusão e a vareta de alimentação contra a contaminação atmosférica (O2, N2) Cuidados: - o gás deve fluir laminarmente (corrente não turbulenta). Para isso são projetados bicos de forma a assegu-rar um número de Reynolds abaixo de 2300 para gases frios - para garantir proteção adequada ao sistema, condições de soldagem mínimas de vazão de gás de 10ft³/h - a distância do bico da tocha TIG à peça também tem que ser controlada, mesmo utilizando lentes de gás (bocais especiais que evitam a dissipação de gás, garantindo uma estabilidade da coluna de proteção gaso-sa), já que o nitrogênio pode se difundir através da parede laminar do argônio Argônio: - ação suave e estável do arco - baixa voltagem de arco para uma dada corrente, útil na soldagem de chapas finas - boa ação de limpeza em CA - bom para soldas fora de posição O hidrogênio pode ser adicionado em porcentagens de até 35%, aumentando ligeiramente a voltagem do arco, permitindo maiores velocidades de soldagem e penetração. Somente para aços inoxidávies e ligas com baixa concentração de Ni, devido ao problema da trinca a frio Utilização de Hidrogênio: - diminuir custo do gás - conseguir características de ionização diferenciadas - modificar os valores da tensão de arco Normalmente utiliza-se Argônio comercialmente puro (95% Ar + outros elementos) Hélio: - bem mais leve do que o argônio, requerendo vazões maiores do que o Ar para garantir a mesma proteção - mais caro que o Ar - modifica o aporte e produz um arco com mais energia térmica - altas voltagens de arco, útil para soldagem de materiais espessos e metais com alta condutividade térmica ou alto ponto de fusão - menor ação de limpeza e estabilidade do arco em soldagem CA de ligas refratárias - produz um arco mais quente, menor ZTA (maior eficiência térmica x velocidade) Calor liberado: Q = V.A (supremacia do He em relação ao Ar para os mesmos níveis de corrente) Misturas de gás: - características de ionização diferenciadas - diminuição do custo Ex. 75%Ar, 25%He (25% de He, manifestação significativa das vantagens sem encarecer tanto) Nitrogênio: - inerte em temperaturas normais, porém dissociável (libera muita energia) e recombinável nas temperaturas do arco (acaba gerando nitrogênio molecular e vai fluir no metal porosidade) - não aconselhável para a maioria dos metais - boa proteção para cobre desoxidado

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Recomendação: Ao se utilizar o equipamento em campo ou em qualquer lugar onde existam correntes de ar, deve-se levar em conta um acréscimo da vazão protetora de gás Eletrodos: AWS E-WP (tungstênio puro) - mais barato - mais consumível, maior risco de contaminação - recomendado para CA e CC(–) AWS E-WTh (tungstênio toriado) - menor função de trabalho termoiônico (energia para tirar elétrons) - maior durabilidade para aços - mais caro - recomendado para CC(–) AWS E-WZr (tungstênio zirconiado) - soldagem de ligas de Al e Mg - recomendado para CA

TIG Pulsado A diferença é a fonte de energia. Característica particular que consegue disponibilizar uma regulagem da saída da corrente de tal maneira que se pode trabalhar com a saída da corrente em dois patamares (nível alto e nível baixo). Esses patamares chamam-se, respectivamente, corrente de pico (nível alto) e corrente de base (nível baixo). No nível alto ocorre a fusão do metal de base/adição. No nível baixo ocorre a solidificação parcial da zona fundida. Na variação entre as correntes de pico e de base (Ip e Ib) não ocorre inversão da polaridade, sendo esta a diferença entre corrente pulsada e corrente alternada. A ideia de se trabalhar com a corrente variando entre nível alto e baixo é que tem um período de intensidade de corrente que ocorre a fusão do metal de base/adição. Em um instante seguinte reduz a corrente que não permite o apagamento do arco, mas ele permite que haja resfriamento parcial da poça de fusão. Vai aconte-cer que vai ter a solidificação do ponto de solda anterior e em seguida abre um arco. Como vai abrir uma outra poça de fusão em seguida vai resultar em uma refusão parcial do ponto anterior e a outra porção vai sofrer um reaquecimento (tratamento térmico localizado). A solda progride como se fosse uma solda de pontos em etapas. Cada ponto de solda subsequente estaria provocando um revenimento do ponto d solda anterior então vai sendo feito um tratamento térmico ao longo da soldagem. Corrente de base: corrente suficiente para manter seu arco estável O tempo de corrente de base deve ser o suficiente para permitir a solidificação parcial da poça de fusão. A pulsação da corrente inicia com a ignição do arco. O deslocamento da tocha, através de um periférico, é atrasado e a magnitude do pulso se eleva gradualmente até atingir o nível de operação e a penetração dese-jada. Antes da extinção do arco, a magnitude do pulso é reduzida gradualmente. Os períodos de elevação e redução de corrente são denominados de aclive e declive, respectivamente. Aplicações: - soldagem de materiais finos - soldagem de precisão de componentes mais pesados - indústria aeronáutica - indústria aeroespacial - o arco, relativamente pequeno, pode ser precisamente posicionado na junta e o calor controlado, minimi-zando os problemas de distroção

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- não é recomendada para soldagem manual, devido a variação da intensidade luminosa devido a freqüência de pulsação TIG: O material acumula calor e a capacidade de dissipar vai sendo reduzida mediante o acúmulo de calor. Se a velocidade de troca é menor a tendência é que o cordão fique mais largo. A corrente em níveis diferentes minimiza o aquecimento da peça, trazendo como vantagem uma menor dis-torção/empeno do componente como um todo. Quando compara a corrente pulsada com a corrente aplicada em um processo convencional consegue-se soldar a mesma espessura de junta com a corrente média menor do que a corrente contínua do processo convencional, com isso o calor aportado é menor. Se reduz a corrente, reduz uma série de aspectos em ter-mos do processo. O aporte térmico é calculado a partir da determinação da corrente média (Im) Parâmetros do Processo: - corrente de pico (Ip) - corrente de base (Ib) - tensão de pico (Vp) - tensão de base (Vb) - tempo de pico (tp) - tempo de base (tb) - frequência de pulso (f) - corrente média (Im) Vantagens: - redução do aporte térmico (usa menor corrente média) - menor distorção - maior precisão no controle da poça de fusão e da penetração - menor ZTA - a agitação da poça de fusão minimiza a ocorrência de porosidades - redução da susceptibilidade de fissuração à quente - maior controle sobre a microestrutura (refino da microestrutura) - possibilidade de uma estrutura de solidificação mais refinada (melhor acabamento) - maior controle sobre o cordão de solda em relação a sua geometria Isso só vai acontecer quando o processo trabalhar com frequências na faixa de 0,1 a 10 Hz. O tempo de duração do ciclo é fundamental. Se aumentar muito a frequência vai tender a um processo de corrente contínua. Princípio da corrente pulsada: permitir o resfriamento durante a soldagem Forma do Pulso: Nos equipamentos mais recentes e mais sofisticados é possível modular a forma do pulso desde o pulso triangular, evoluindo para o trapezoidal até o pulso sob a forma de onda quadrada. Onda quadrada: A rápida ascensão e queda de corrente caracteriza melhor o efeito de um período de alta corrente onde ocorre fusão e um de baixa corrente onde ocorre a solidificação. O uso do pulso triangular, com ascensão e queda de corrente mais lentas submeteriam o material a um a-porte de calor mais elevado, o que deseja-se evitar através do uso de correntes pulsadas.

bp

bpm tt

III

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MIG/MAG Soldagem com alimentação de arame contínuo sob proteção de atmosfera gasosa - O eletrodo volta a ser consumível com uma característica importante, de alimentação contínua. - Limitação da quantidade de corrente que pode colocar porque todo o eletrodo é condutor. - Densidade de corrente elevada, fazendo com que o processo tenha uma alta produtividade (2 a 8 kg/h) O processo apresenta vantagem também em relação a recuperação de elementos (quando se projeta um consumível projeta-se para gerar um metal depositado com uma determinada composição química que vai originar microestrutura do metal depositado). Garantia de que o metal de solda atenda as características de propriedades. A relação entre a quantidade de elementos que coloca no eletrodo e a quantidade que vai ficar incorporada no metal de solda é chamada de recuperação. O resto vai se perder na atmosfera (volatiliza o metal) ou vai virar escória. No caso do processo MIG/MAG essa recuperação é mais alta, logo a quantidade de elementos é menor. Perda menor de elementos por oxidação no arco e reações de oxidação e escoridificação (menor custo de produção dos consumíveis por carregar menos elementos de liga). Recuperação: Eletrodo revestido: 65% MIG/MAG: 90% Arco Submerso: 100% Neste processo é mantido um fluxo de gás protetor entre um eletrodo consumível e a peça. O arco cria a poça de fusão no material de base e funde o eletrodo que forma o material de enchimento. A transferência contínua de metal pela coluna do arco faz com que a eficiência do calor adicionado seja su-perior do que a soldagem TIG (eletrodo aquece). A bobina consumível pode ser arame enrolado ou tubo oco com material em forma de pó no interior (arame tubular) Vantagens: - soldagem contínua (não há troca de eletrodos nem remoção de escória) - grande velocidade de deposição (2 a 8 kg/h) - soldagem sem fluxo (sem fumaça e sem escória). Garantia da visibilidade durante todo procedimento e não tem limitação posicional (soldagem em todas as posições) - maiores penetrações do que na soldagem por eletrodo revestido (menor filete e, conseqüentemente, me-nores distorções e menor ZTA) - eletrodo com bitola mais fina e voltagem mais alta; maior concentração de energia - processo semi-automático e automático - soldar chapas finas não é trivial (utilização de máquinas sinérgicas) - o aquecimento só ocorre depois que o eletrodo passa pelo bico de contato, permitindo que se coloque intensidades de corrente mais elevadas - exige menor habilidade operatória - cordões de alta qualidade e excelente acabamento Limitações: - equipamentos complexos e custosos - dificuldades de acesso à juntas ou locais estreitos (eletrodo revestido leva vantagem, pois a tocha tem di-mensão mais avantajada, sendo mais difícil acessar locais estreitos) - limitações da soldagem no campo devido à possibilidade de dissipação do gás protetor por ventos - altas velocidades de resfriamento, pois não há o cobertor térmico (escória), criando possibilidade de pro-blemas por modificações estruturais indesejáveis. Para resolver, basta utilizar de preaquecimento e pós-aquecimento. A escória é refratária e mantém o material aquecido (resfriamento suave)

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Características Gerais Elétricas: Corrente Contínua – Polaridade Negativa: - arco errático e instável (chicoteia e apaga) - transferência globular mesmo em corrente altas - pelo maior quantidade de calor no eletrodo, a taxa de fusão aumenta em relação a polaridade positiva e corrente alternada - a penetração é baixa, acarretando riscos de falta de fusão e de penetração - perda por respingos - óxidos refratários não são dispersados - adições de determinados elementos com baixo potencial de ionização tem permitido a obtenção do regi-me spray com menores correntes Corrente Contínua – Polaridade Positiva (padrão – máquina convencional): - baixas densidades de corrente (transferência globular e/ou curto-circuito) - altas densidades de corrente (transferência spray) - configuração de máxima penetração - efeito de limpeza dos óxidos de Al e Mg Corrente Alternada: - arco extremamente instável - sem interesse comercial Transferência Metálica: O destacamento é a forma com que a gota sai. Maneira que o metal sai do consumível e vai ser transportado para formar o metal de solda. O metal de adição pode ser transferido do eletrodo para a peça de três manei-ras: ▪ Globular: - por gotejamento de grandes gotas - gota de metal líquido que vai crescer na ponta do eletrodo e efeito da ação da gravidade sobre a ponta do eletrodo - gota metálica da ordem de 3x o diâmetro do eletrodo. ▪ Spray: - pulverização de gotas de pequeno diâmetro - transferência suave com menos respingo ▪ Curto Circuito: - vai crescer até o ponto que toca a poça de fusão, não tendo mais resistência, pois a corrente atingiu o má-ximo. Quando a corrente atinge um valor máximo também é disponibilizado um valor máximo do campo magnético que vai causar o destacamento - tende a provocar também respingos em grande quantidade, devido à violência do destacamento. Controle de indutância: diminuição do respingo. Fluxo de corrente caminhando no sistema tem um campo magnético circulando no sistema. Quando a corrente vai ao máximo interfere no campo que vai jogar ener-gia pro elemento primário, freando a máquina. As máquinas de MIG/MAG possuem botão com controle de indutância. Na hora que der o coice, o sistema, que consiste em uma bobina, vai fazer o amortecimento, fazendo com que no surgimento da corrente de curto circuito não tenha um destacamento violento no pro-cesso de transferência, o que diminui a quantidade de respingos. Manipulando os parâmetros de soldagem controla-se o tipo de transferência metálica.

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Efeito da corrente de transição:

Na soldagem com o processo MIG/MAG pode-se trabalhar com uma gama de correntes. O gráfico acima mostra a evolução do volume da gota que tende a diminuir com o aumento da corrente e a taxa de gotas por uma unidade de tempo tende a aumentar com esse aumento da corrente. Se tiver no lado esquerdo, com uma determinada corrente, está em uma situação em que a taxa de transferência de gotas é pequena e o volume é grande, significa um regime de transferência globular. Do lado direito, volume peque-no gotas grandes, regime spray. Situação de fronteira fica no meio (corrente de transição, índice t). Corrente que vai marcar quando tem a mudança do modo de transferência metálica de globular pra spray. A vantagem de saber a intensidade de corrente que tem a mudança é que a transferência globular dá uma quantidade de respingos significativa e a transferência por spray é uma transferência mais suave e mais uniforme, só que se for aumentando demasia-damente para obter transferência spray, acaba-se gerando uma quantidade de energia colocada na peça muito grande e, conseqüentemente, uma poça de fusão muito larga. Começa então a ter dificuldade para soldar fora de posição. Portanto, se conseguir determinar uma corrente que esteja na fronteira das duas e consiga-se colocar um valor mínimo de corrente, de modo que garanta uma transferência spray, consegue-se o beneficio de uma transferência suave, sem aumentar demasiadamente a corrente de soldagem (traba-lhar com uma corrente It ou acima dela (corrente de transição)) Corrente de Transição (It): demarca a transferência metálica de globular para spray e é importante para de-terminar a quantidade suficiente para atingir esses limites que dá uma soldagem com acabamento mais uni-forme. Só acontece sob atmosfera inerte (percentual de argônio > 80%) Fatores característicos do tipo de transferência / Conjunto de parâmetros do processo: 1) intensidade (quantidade de corrente que está colocando) e tipo da corrente ((+), (–), CA) 2) tensão do arco (voltagem fundamental, pois vai estar associada a distancia que tem da ponta do eletrodo a poça de fusão) 3) densidade de corrente (bitola do eletrodo) 4) natureza do eletrodo 5) extensão livre do eletrodo (quanto maior essa ponta, maior é a quantidade de condutor que tem submeti-da a passagem de corrente elétrica. Quanto mais comprido, maior é o aquecimento que ele sofre, modifi-cando as taxas de deposição). 6) gás de proteção (gás inerte ou gás ativo) 7) características da fonte de energia (resposta dinâmica da fonte) Transferência Globular: - em CC(+) toma lugar com níveis baixos de corrente, independente do tipo de gás de proteção - sob CO2 esse tipo de transferência ocorre com qualquer intensidade de corrente utilizável - caracterizada pela formação de gotas maiores do que o diâmetro do eletrodo - a transferência globular e axialmente dirigida pode ser obtida em uma atmosfera gasosa substancialmente inerte (CO2 < 5%) - o comprimento do arco deve ser longo o bastante para garantir o destacamento da gota antes que a mes-ma atinja a poça de fusão (curto circuito)

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- quando sob um gás ativo (CO2) a transferência em tensões elevadas é tipicamente globular, não axial (res-pingo grande), devido ao aparecimento de uma força contrária (jato catódico) ao destacamento da gota. Com isso, a gota cresce de forma desordenada, oscilando na ponta do arame, levando junto o arco elétrico. A gota finalmente é destacada por excesso de peso (forças gravitacionais) ou por curto circuito (efeito Pinch) Transferência Spray: - com proteção gasosa de pelo menos 80% de Ar ou He a transferência muda de globular para spray através da corrente de transição para um dado diâmetro de eletrodo - pequenas gotas são arrancadas e ejetadas em direção à obra - a redução no tamanho da gota é acompanhada em um aumento na taxa de destacamento dos mesmos - sob proteção de CO2 não há transição de globular para spray (com o aumento da corrente as gotas dimi-nuem de tamanho mas não são axialmente dirigidas e a quantidade de respingos é muito grande, o que pode ser minimizado com a utilização de um arco muito curto) - a transferência spray é limitada em metais ferrosos à posição plana, devido à grande quantidade de materi-al transferido e à fluidez da poça de fusão - devido à grande penetração, não ´´e adequado para chapas finas - metais não ferrosos podem ser soldados com maior liberdade em posição ou espessura de material Transferência Curto-Circuito: - característica mais importante da utilização das misturas ativas (CO2 puro ou misturas com mais de 25% de CO2) - os glóbulos crescem algumas vezes o diâmetro do eletrodo até que tocam na poça de fusão. Quando ocor-re o curto, a gota na extremidade saliente do arame se estrangula por capilaridade ocasionando alta densi-dade de corrente, o que irá destacar a gota dando origem a um novo arco - produz uma poça de fusão pequena e de rápido resfriamento, que é adequado para chapas finas, solda-gem fora de posição e para passes de raiz com grande abertura de juntas - como o calor transferido à poça é menor, ocorrerão menores problemas de distorção - problemas de respingo podem ocorrer, porém podem ser controlados por modificações de indutâncias, que são normalmente colocadas em série com o circuito de soldagem, na fonte de energia (função de con-trolar a taxa de variação da corrente durante os curto circuitos), diminuindo a velocidade de estabelecimento do pico de corrente de curto circuito - outra providência: selecionar nova curva característica com maior inclinação, o que irá limitar o nível da corrente de curto circuito Características do Processo: Taxa de Fusão ou Relação de Queima: - a taxa de queima é diferente da taxa de fusão (quantidade de material depositado em uma quantidade de tempo) - o processo MIG/MAG utiliza uma mesma bitola de arame em uma larga gama de valores de corrente - para uma mesma bitola de eletrodo, quanto maior a corrente, maior será a taxa de queima (comprimento/tempo) - para uma mesma corrente, quanto menor for a bitola do eletrodo, maior será a taxa de queima - mudança de inclinação com a mudança da bitola (arame mais grosso, curva mais suave) Ajuste do Arco Elétrico: Tipos de Fontes de Energia: - a relação existente entre a corrente fornecida pela fonte de energia e a tensão nos bornes de saída é defi-nida como característica estática ou característica externa de uma fonte de energia

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Existem dois tipos característicos de fontes de energia CC para soldagem elétrica: - Corrente constante (curvas C1 e C2) - Potencial constante (curva P) O gráfico ao lado, em sua parte inferior, representa a caracte-rística de fusão de um arame para soldagem MIG/MAG. Com a velocidade de alimentação V1 esse arame funde com uma corrente A1. Projetando esse valor até a parte superior do gráfico, pode-se observar que tanto a fonte com característica C1 e P fornecem a corrente necessária, sob uma tensão U1. Se aumentarmos a velocidade de alimentação de arame para um valor V2, precisaremos de uma corrente A2 para a sua devida fusão. Voltando a parte superior do gráfico, verificamos que agora a fonte de potencial constante P fornece essa corrente com uma queda de tensão muito pequena no arco U2. Porém, a fonte de corrente constante C1 só poderia fornecer essa corrente sob uma tensão muito baixa U3, a qual provavelmen-te, acarretaria na extinção do arco. Neste caso, teríamos que selecionar uma nova característica externa C2 (aumentando a corrente) que atendesse a necessidade sob uma tensão U2. Por causa da maior latitude de regulagem e do controle independente da corrente pela velocidade de ali-mentação do arame, as fontes de energia de potencial constante P são as preferidas em soldagem MIG/MAG. O controle da corrente nesse tipo de fonte de energia resume-se à seleção de uma velocidade de arame, de uma característica de queima. A corrente será ajustada pelo sistema em função da curva de poten-cial previamente selecionada. Fontes de energia de potencial constante habilidade de produzir um comprimento de arco auto-ajustável Arco Auto-Ajustável (Controle de Ajuste Interno) – mais comum: O gráfico ao lado ilustra as curvas características de duas fontes de energia: (1) de corrente constante (2) de potencial constante A primeira (1) é utilizada em soldagem manual com eletrodo revestido, pois acarreta pequenas variações de corrente (I1 – I2) devido às pequenas flutuações de voltagem (U1 – U2), caso típico de oscilações da mão do soldador ou pequenas descontinuidades. Para o segundo caso (2) essa mesma mudança de tensão irá acarretar uma considerável mudança de corrente (I1 – I3), que irá representar uma menor queima de arame no intervalo considerado, permitindo que o mesmo cresça até o comprimento de arco original. O auto-ajuste só irá operar eficientemente quando a mudança de corrente, produzida por variação de voltagem for suficientemente grande para produzir uma considerável alteração na taxa de queima, com uma rápida taxa de reação (res-posta) e correção. Com arames de bitolas maiores, a mudança de corrente não será suficiente para produzir uma mudança marcante na taxa de queima, e o distúrbio de equilíbrio será mais rápido que a correção. Fontes com Sistema de Controle Externo de Arco: Neste caso, o motor de alimentação do arame não é atuado diretamente pelo operador, onde a velocidade de alimentação era modificada de forma a se obter uma determinada corrente de trabalho. Velocidade esta que se mantinha constante, independente do sistema. Agora, a tensão do arco (Va) é constantemente senso-

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risada e comparada com a tensão da fonte (Vf) através de um sistema eletrônico que vai atuar na velocidade do motor de alimentação do arame, fornecendo mais ou menos arame na unidade de tempo, de forma a garantir um comprimento de arco constante e conseqüentemente a corrente de soldagem. As fontes são do tipo corrente constante e o operador regula no equipamento a corrente a e a velocidade de alimentação do arame é dada e controlada pelo sistema. Variáveis do Processo: As variáveis mais importantes, que afetam a penetração e geometria do cordão são: - amperagem - voltagem do arco - velocidade de soldagem - extensão livre do eletrodo (influencia na taxa de queima) - inclinação do eletrodo - diâmetro do eletrodo Amperagem: Um aumento na amperagem irá resultar em: - aumento da profundidade e largura de penetração - aumento da taxa de deposição - aumento do tamanho do cordão de solda Voltagem do arco: Um aumento na voltagem tende a: - alargar e achatar o cordão de solda - aumentar a largura de fusão V muito alta: porosidade, respingos e mordeduras Uma redução na voltagem tende a: - estreitar o cordão de solda - aumentar o reforço do cordão - aumentar a penetração V muito baixa: porosidade e sobreposição Velocidade de soldagem: Baixa velocidade: cordão largo, com muito depósito de material Alta velocidade: cordões estreitos, com menor penetração Muito alta: mordeduras (figura à direita) Extensão do eletrodo: Consiste na distância entre o último ponto de contato elétrico, usualmente o final do tubo de contato e a ponta do eletrodo. Se a distância aumenta, a resistência elétrica também aumenta. O aquecimento por efeito Joule causará um aumento na temperatura do eletrodo. Assim, uma menor corrente será requerida para fun-dir o eletrodo em uma dada taxa de alimentação. Por outro lado, para uma mesma corrente, um aumento do comprimento livre promoverá uma maior taxa de deposição, porém com menor penetração. Inclinação do eletrodo: Soldagem à esquerda (forehand) – apontando para o metal de base frio - cordões mais largos, achatados e de menor penetração Soldagem à direita (backhand) – apontando para a poça de fusão - cordões mais estreitos, reforço mais convexo, penetração máxima e arco mais estável

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Diâmetro do eletrodo: Em igualdade de corrente, um eletrodo mais fino penetrará mais e depositará mais rapidamente do que um outro de maior diâmetro. Gases de Proteção: Fatores de escolha do gás de proteção: - características do arco e transferência do metal durante a soldagem - penetração, largura de fusão e forma do reforço - velocidade de soldagem - tendência à mordeduras Argônio e Hélio: - usados freqüentemente para a soldagem de não ferrosos - em ligas ferrosas, quando puros instabilidade e respingos - o hélio possui maior condutividade térmica do que o Ar (> área de penetração) - Hélio: maior potência do arco para a mesma corrente e comprimento do arco, daí a preferência do seu uso em soldagens de metais espessos, especialmente aqueles de alta condutividade térmica, tais como ligas de Al e Cu - Argônio: para ligas ferrosas, chapas finas e soldagem fora de posição - o He é mais leve do que o Ar, daí o maior consumo para garantir a mesma proteção em soldagem na posi-ção plana - Ar tem uma penetração característica (finger-type). A adição de He melhora este perfil - a transferência spray é melhor obtida com Ar do que com He Adições de O2 e CO2: - adições de O2 e CO2 melhoram a transferência metálica, estabilizam o arco e minimizam os respingos em aços - podem causar porosidade e perda de elementos de liga (Cr, V, Al, Ti, Mn, Si) devido ao seu caráter oxidante. De forma a evitar esse problema são utilizados arames com desoxidantes - em soldagem de aços inoxidáveis com C < 0,07%, sob adições de CO2, o teor de carbono pode ser aumen-tado, acarretando problemas futuros de corrosão CO2 puro: - preço bem mais baixo - utilização crescente em soldagem de aços carbono - transferência globular ou por curto-circuito - a obtenção do spray em CO2 é discutível e de qualquer forma não axial, instável e com muitos respingos - problema da característica oxidante Na elevada temperatura do arco o CO2 se decompõe em monóxido de carbono e oxigênio. O oxigênio livre oxida o ferro do metal de base dando FeO. Este reage com o carbono na poça de fusão, liberando monóxido de carbono (gás) que viria a provocar porosidades no cordão de solda. Parte deste CO, em temperaturas mais baixas se decompõe em C e O2 e conforme a quantidade original de carbono na poça de fusão o efeito final poderá ser de aumentar ou diminuir o conteúdo definitivo de carbono no cordão solidificado. Se a poça de fusão contiver C < 0,04% ela receberá carbono devido à dissociação da atmosfera de CO2. Com C > 0,1%, haverá diminuição no conteúdo final. Para evitar isso, os arames recomendados para soldagem sob proteção do gás CO2 possuem quantidades relativamente grandes de desoxidantes em sua composição, principalmente Mn e Si, que apresentam maior afinidade química pelo oxigênio do que o ferro. O silicato de manganês, assim formado, deposita-se sobre os cordões como uma capa fina e descontínua de escória facilmente eliminável. O silício e o manganês remanescentes são transferidos ao metal de solda como elementos de ligação. Em certas composições, existem outros elementos além do manganês e silício, que também tem a função de desoxidação do metal de solda. Neste caso são conhecidos como arames triplo desoxidados (Al, Ti e Zr).

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MIG Pulsado É uma forma modificada da transferência spray na qual existe uma controlada e periódica fusão de pulveriza-ção das gotas através do arco. Um pulso de corrente é aplicado em um tempo específico e curto, com uma freqüência regular, resultando em um tipo de transferência de baixo aporte térmico, porém com melhores características de penetração e acabamento de cordão que aquelas de transferência por curto-circuito. Para se obter esse tipo de transferência é necessário um tipo de fonte especialmente projetada, que forneça: - uma corrente de fundo que mantenha a atmosfera gasosa ionizada, a poça de fusão e o arco ativo - uma corrente pulsada que poderá ser aplicada em freqüências selecionadas e que atinja níveis suficientes de corrente (acima da corrente de transição do sistema gás/arame) de forma a fundir as gotículas e ejetá-las uniformemente através do arco até a poça de fusão. Processo MIG-Plasma: Um arame MIG é alimentado através de um tubo de contato situado na porção central de uma pistola de arco plasma. Um eletrodo de tungstênio é colocado em ângulo com esse tubo de contato e é esponsável pela geração do arco plasma que flui para a obra, fundido e transportando as gotas do metal de adição. Um tubo, concêntrico ao conjunto, fornece o gás de proteção para a soldagem.