Revista da Soldagem - ANO II - Nº05 - ABS

A SOLDAGEM GMAW (OU MIG-MAG)
A suposta facilidade operacional da soldagem pelo processo GMAW (MIG-MAG) pode sugerir
que este seja um processo que requeira poucos cuidados, mas quando se começa a entender seus
mecanismos e variáveis é que se percebe como a falta de conhecimento específico pode ser desastrosa em diversas
aplicações, principalmente aquelas onde são exigidos requisitos especiais, de maior responsabilidade.
Este artigo, que traz informações compiladas da literatura básica e de normas técnicas, com a revisão de
especialistas da área, e procura esclarecer um pouco mais sobre o processo, principalmente para pessoas leigas e
para os profissionais que já descobriram a facilidade de utilizá-lo, mas que ainda não se deram conta dos cuidados
necessários para utilizá-lo corretamente.
1. que é a sigla GMAW e o que tem isso a ver com
MIG-MAG?
GMAW é a sigla internacional que significa “gas metal
arc welding”, ou seja Soldagem a Arco com Proteção
Gasosa e Eletrodo Metálico. MIG-MAG são as
abreviaturas de “Metal Inert Gas” e “Metal Active Gas”,
como este processo ficou conhecido antes de receber uma
sigla internacional.
MIG se refere ao processo cuja proteção é realizada
com gases inertes e é utilizado na soldagem de materias não
ferrosos como alumínio e suas ligas, cobre, níquel, entre outras;
enquanto MAG, que é o processo usual na soldagem de
materiais ferrosos como aços ao carbono e aços baixa liga
entre outros, se refere ao processo com proteção por gases
ativos.
Hoje, com as misturas gasosas contendo os mais
variados teores de gases ativos e inertes seria até difícil dizer
quando é MIG ou quando é MAG mas pode-se afirmar que a
partir do momento em que se adiciona no gás inerte qualquer
% de um gás que promova alterações químicas ou metalúrgica
do metal de solda, a mistura é considerada ativa.
Os principais gases de proteção utilizados em soldagem são:
• Gases Inativos (inertes): Argônio e Hélio
• Gases Ativos Oxidantes: Oxigênio, Dióxido de Carbono
• Gases Ativos Redutores: Hidrogênio
• Gases Ativos parcialmente reativos: Nitrogênio (o
Nitrogênio pode ser considerado como reativo sob certas
condições. Depois dos gases chamados nobre (Argônio,
Hélio), o Nitrogênio é o mais inativo dos elementos
conhecidos e é particularmente estável, em sua forma
molecular (N2).
O ideal é denominar o processo pela sigla internacional GMAW.
A sigla GMAW também é utilizada para identificar o
processo que utiliza arame de alma metálica (Metal Cored),
também conhecido como MCAW, que tem a forma de um
arame tubular mas cujo interior é preenchido com pó metálico
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Revista da Soldagem
(principalmente pó de ferro) que se incorpora ao metal de
solda. Algumas pessoas confundem o Processo GMAW
com o FCAW (Flux Cored Arc Welding) ou arame tubular
porém este último, que apresenta fluxo no seu interior, possui
características operacionais totalmente distintas do GMAW
e tem especificações próprias.
2. Por que é considerado fácil soldar com este
processo?
Porque este processo tem uma característica de
AUTO-AJUSTE do arco e, através de diferentes tipos de
transferência metálica, permite a soldagem com uma grande
variedade de parâmetros e de técnicas de soldagem .
O eletrodo - que é o próprio arame sólido ou tubular
com alma metálica - é alimentado com uma velocidade
constante e ajustável podendo soldar com correntes que
variam entre 50 A e 600 A e tensões entre 13V e 38 V, ou
seja é possível soldar com praticamente qualquer parâmetro,
mas segundo transferências metálicas diferentes, sendo que
algumas podem não ser exatamente as recomendáveis para
a aplicação específica.
3. Então é por isso que seu uso sem conhecimento
pode ser desastroso?
Sim, muitas pessoas apresentam este processo no
mercado como simples de operar e de fácil aprendizado sem
entrar nos detalhes operacionais específicos da aplicação na
qual será utilizado, e sem dar o devido treinamento aos
soldadores.
Muitas vezes durante a qualificação do procedimento
é desenvolvido todo um trabalho para determinar parâmetros
e condições ideais para garantir uma determinada
característica que dê a necessária fusão com o mínimo aporte
de calor, e na hora da soldagem de produção podem estar
sendo utilizados parâmetros de tensão e corrente diferentes
daqueles estudados ou eventualmente um stickout incorreto,
ou mesmo uma troca no gás de proteção ou no diâmetro do
arame, causando desde descontinuidades não detectáveis
pelas técnicas usuais de inspeção não-destrutiva, o que é
desastroso; até excesso de respingos que podem gerar
operações e custos extras para removê-los.
Processos considerados menos complexos, como o
Eletrodo Revestido por exemplo, somente permitem a
soldagem dentro de uma pequena faixa da corrente (para
cada diâmetro da vareta) sendo que a tensão é ajustada pelas
características da fonte e controlada pelo soldador. Caso se
utilize um parâmetro errado o eletrodo adere no metal de
base ou o revestimento queima/calcina, sendo portanto
relativamente fácil identificar quando o parâmetro não está
correto.
4. Quais são as transferência metálicas no Processo
GMAW?
No Processo GMAW, a deposição do metal de solda
é realizada via transferência de “gotas” de metal através da
coluna do arco, sendo que o tamanho, forma e freqüência
desta deposição caracteriza um determinado tipo de
TRANSFERÊNCIA METÁLICA.
Existem 3 tipos básicos de transferência metálica
quando se utiliza um equipamento convencional:
• Transferência Curto-circuito (figura 1)
Pequenas gotas de tamanho próximo ao do
diâmetro do arame, destacadas no contato, em curto
circuito, do arame com a peça. Caracterizada pela
baixa corrente e baixa tensão, é uma transferência
muito utilizada em chapas finas, soldas fora de posição
ou na soldagem de passe raiz em juntas tubulares.
Usualmente limitada para arames de até 1,2 mm de
diâmetro. Para se obter uma transferência em Curto
Circuito estável e controlável é necessário utilizar
o gás adequado (quadro 1) e ter um equipamento com
características apropriadas ;
Fig. 1 - Tranferência Curto-Circuito.
•
Transferência Spray (figura 2)
Grande quantidade de gotas com
dimensões menores que o diâmetro do
arame e projetadas através da coluna do
arco em alta velocidade e com baixo volume de respingos..
Estas gotas são depositadas com alta energia (alta corrente e
alta tensão conforme o diâmetro do arame) e fazem com que
a poça de fusão seja bastante fluida e o processo somente
possa ser utilizado na posição plana e horizontal, geralmente
em metal de base de espessuras superiores a 3mm ou em
enchimento de juntas. Também neste tipo de transferência é
importante utilizar a mistura de gás correta (quadro 2) e um
equipamento com potência e características que tolerem este
tipo de transferência;
• Transferência Globular
Está localizada entre a de Curto Circuito e a de Spray
(opera com Tensão e Corrente de Arco intermediaria as
mesmas )e se caracteriza pela deposição de gotas com
dimensões maiores que o diâmetro do arame e elevado nível
de respingos devido a transferência das mesmas através da
coluna do arco ocasionar curtos circuitos eventuais e o arco
não ser considerado estável. Este é o tipo de transferência
que pode ser muito perigoso e dependendo da regulagem dos
parâmetros Tensão e Corrente e do tipo de Gás utilizado pode
não ter uma energia de arco e de gota suficientemente altos o
que ocasiona dificuldades para fundir o metal de base podendo
causar defeito conhecido como COLAGEM ou falta de fusão.
Somente é possível soldar nas posições Plana e Horizontal
com a transferência Globular.
É importante salientar que cada transferência tem
características e aplicabilidade próprias, que dependem
Fig.2 - Tranferência Spray.
Imagens cedidas pela AGA.
Ano I - nº04
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fundamentalmente dos ajustes adequados
da tensão e da corrente, do tipo do gás de
proteção, entre outras variáveis relativas ao
equipamento, e mesmo externas. Isto
significa que o não conhecimento das
características operacionais do processo GMAW pode colocar
em risco a qualidade da junta e do componente.
O gráfico 1 ilustra a relação Tensão x Corrente,
posicionando os tipos de transferência metálica utilizando
equipamento GMAW convencional, para diferentes bitolas
de arame de aço ao carbono (mistura Argônio + CO2) onde
pode se verificar a dependência entre variáveis para se atingir
uma transferência metálica estável.
Os gráficos de 2 a 5 apresentam os valores de
correntes tipicamente utilizados para aços ao carbono, aços
inoxidáveis, ligas de alumínio e ligas de cobre em função das
bitolas de arame, utilizando gás de proteção.
5. E o que significa a transferência pulsada?
A Transferência Pulsada somente é possível quando
o equipamento (Fonte e Alimentador de Arame ) possui
recursos para tal sendo que obrigatoriamente a fonte tem que
ser do tipo Inversor para se obter as vantagens desta
transferência. É uma transferência distinta das demais pois
quem controla ou determina as dimensões da gota e freqüência
de projeção das mesma através da coluna do arco é o
equipamento de solda. A transferência ocorre como no arco
Spray mas a freqüência com que uma gota é destacada do
arame e projetada é feita por programas pré-instalados no
equipamento e desenvolvidos pelo fabricante do mesmo. O
Arco Pulsado, como é conhecido, caracteriza-se basicamente
por apresentar dois níveis da Corrente de Solda. Um nível
baixo, conhecido como Corrente de Base que tem como
finalidade manter o arco e gerar aquecimento do arame e,
um nível alto, conhecido como Corrente de Pico que gera
energia suficiente para destacar a gota da extremidade do
arame e projetá-la através da coluna do arco.
Existem poucas limitações para este tipo de
transferência sendo possível soldar em todas as posições e
espessuras., mas é sempre importante ajustar as condições
de soldagem à aplicação e não esquecer que as misturas de
proteção gasosa utilizam normalmente pequena percentagem
de gases ativos, principalmente em se tratando de empresas
que não utilizam cilindros e sim linhas de gases.
Alguns equipamentos permitem que o usuário acesse
o programa de forma a adequar os parâmetros de pulso a
uma aplicação específica, a um tipo diferente do gás, ou
diâmetro de arame, não presentes nos programas originais do
equipamento, e é importante que o usuário avalie, antes de
Quadro 1 - Gases Recomendados para Transferência em Curto Circuito
Fonte AWS.
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Revista da Soldagem
adquirir o equipamento, se sua aplicação exigirá, hoje ou no
futuro, o uso de programas especiais.
Idealmente, o equipamento deve ter controle sinérgico,
o que significa que para um programa pré-determinado, ao
ser modificada a velocidade de alimentação do arame (que é
a própria corrente) também se modificam automaticamente
todos os demais parâmetros segundo a curva chamada
sinérgica. Os equipamentos que possibilitam soldar com arco
pulsado têm um custo superior comparativamente aos
chamados convencionais, mas oferecem maior flexibilidade
operacional e recursos.
6. Quais as limitações impostas pelos
equipamentos?
Cada tipo de transferência
metálica tem sua própria característica e aplicabilidade e é
necessário conhecer bem a aplicação e o tipo de transferência
desejada para selecionar equipamentos com recursos que
garantam a operacionalidade.
Alguns exemplos de equipamentos específicos estão
apresentados ao final.
Quadro 2 - Gases Recomendados para Transferência em Spray
Fonte AWS.
Ano I - nº04
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Gráfico 1 - Gráfico Tensão x Corrente
Fonte ESAB.
Gráficos de 2 a 5 - Correntes de Soldagem x Velocidade de Arame.
Fonte AWS.
1 0 Revista da Soldagem
O equipamento deve ser capaz de oferecer a
necessária energia e estabilidade de arco, podendo ser
convencional ou pulsado. Muitas vezes mudar de processo,
pelo arame tubular por exemplo, pode ser uma solução
principalmente quando é necessário soldar fora de posição.
Uma outra opção para soldagem na vertical pode ser o arame
de alma metálica sem esquecer da correta regulagem da
corrente e tensão do arco.
7. Quais são as variáveis que afetam o tipo de
transferência metálica?
São diversas as variáveis que permitem se obter uma
determinada transferência metálica e no caso do arco pulsado
deve se utilizar um equipamento para esta finalidade, idealmente
fonte inversora com alimentador de arame sinérgico.
As principais variáveis são:
• Intensidade da Corrente (Velocidade de Alimentação do
Arame )
• Tensão do Arco
• Diâmetro do Arame
• Stickout
• Tipo de Gás
• Indutância (muito importante para o Curto Circuito )
• Característica estática da Fonte de Energia
• Característica dinâmica da Fonte de Energia
Existe uma inter-dependência entre estas variáveis mas
sempre uma delas terá maior efeito sobre a outra. Por exemplo,
a Indutância tem efeito 100% no Curto Circuito mas nenhum
na transferência Spray. Já, uma máquina com uma
característica estática de Tensão Constante Plana, pode ser
ótima para Spray e ter comportamento ruim em Curto Circuito.
8. E os gases de proteção, como selecioná-los?
Ao se fazer uma escolha de um gás de proteção para
a soldagem GMAW deve-se considerar o tipo metal base, o
tipo de transferência do metal, a velocidade de soldagem, a
espessura da chapa, a necessidade de penetração, o tipo de
acabamento e o requisito de geometria do cordão; sendo que
o efeito do gás de proteção depende de uma série de fatores,
incluindo o peso específico do gás, a vazão, o tipo de junta, o
diâmetro do bocal, o comprimento do arco, a distância do
arame à peça, o uso de posicionadores e a superfície da peça.
Quanto ao tipo de transferência é importante mencionar que
o CO2 somente permite transferências Curto Circuito e
Globular mas não Spray. Já para se obter uma transferência
Spray adequada, usa-se mistura de Gás com no mínimo 88%
de Argônio e restante de CO2 ou outra combinação que
combine o Argônio com outros gases. .
Não esquecer que para que o efeito do gás de proteção
seja o desejado, o fluxo deverá ser ajustado corretamente.
(veja nos quadros 1 e 2 as tabelas de aplicação de gases de
proteção, com transferência em spray e
curto-circuito).
9. Por que se utilizam misturas
gasosas constituídas por diversos
gases?
Trabalhando com misturas é possível obter melhoria
de qualidade, uma vez que as propriedades mecânicas são
muito influenciadas pelo gás de proteção. As inclusões de
óxidos são menores e pode-se obter estrutura refinada na
microestrutura. Também é possível reduzir respingos e escórias
superficiais, garantindo melhor aparência de cordão.
Trabalhando com misturas é possível aumentar a velocidade
de soldagem e a produtividade. Isto ocorre devido a uma
menor tensão superficial da poça de fusão. Ao mesmo tempo,
a produtividade também aumenta devido à redução dos
respingos aderentes e menor formação de óxidos superficiais.
10. Como a espessura a ser soldada influencia na
escolha do gás de proteção?
O gás de proteção é determinante na velocidade de
soldagem e no perfil de penetração, além de influenciar no
aporte térmico.
11. Como o gás de proteção influencia no aporte
térmico?
O Plasma, que também é chamado de o quarto
estado da matéria, é o gás dissociado e ionizado, criado
quando o arco se estabelece entre os pólos positivo e
negativo. O gás é eletricamente condutor neste estado
pois contém portadores de carga. O Plasma e suas
funções são influenciados pelas propriedades físicas
do gás, tais como energia de dissociação; energia de
ionização e sua dependência da temperatura;
condutividade elétrica e sua dependência de temperatura.
Dissociação: significa a quebra de um gás multiatômico (molecular) em seus componentes atômicos
(O2⇔ 2 O) A energia necessária para este processo é
tomada do arco. Quando dissociado ou ionizado, o gás,
encontrando a peça de trabalho, se resfria e a
recombinação ocorre. Isto significa que o Plasma retorna
ao seu estado de gás e as energias de inonização e/ ou
dissociação são liberadas e transferidas à peça de trabalho. A
transferência de energia é consideravelmente maior
em gases multiatômicos do que em gases monoatômicos
com a mesma temperatura.
Ionização: significa a divisão do átomo ou molécula em íons
e elétrons (portadores de carga positiva e negativa), por
exemplo: Ar ⇔ Ar+ + e-. A energia necessária para ionização
é retirada do arco.
Um gás com alta energia de ionização e/ ou alta
condutividade térmica confere uma alta voltagem ao
arco e um alto conteúdo de energia. Todavia, uma grande
demanda de energia é requerida para ignitar o arco quando
corrente é utilizada, ou reignitar o arco, no caso de corrente
alternada. Tais dificuldades são manifestadas por
instabilidade do arco.
Ano I - nº04 1 1
Parâmetros típicos de soldagem.
1 2 Revista da Soldagem
Fonte AWS.
Gases com baixa energia de ionização e/ou baixa condutividade
térmica como o Argônio, por exemplo, não apresentam estas
dificuldades. O Argônio oferece, portanto, fácil abertura e
arco estável.
A condutividade térmica é relacionada com a
energia de dissociação e ionização e afeta a concentração e
distribuição da temperatura do arco. Um gás com alta
condutividade térmica como Hélio ou Dióxido de
Carbono conduz, grandemente, o calor na direção
radial, fornecendo um arco direto com penetração
uniforme como resultado. O Argônio, por outro lado, possui
baixa condutividade térmica. O calor não
se espalha radialmente no arco, gerando
uma coluna estreita no arco plasma no qual
o metal é transferido. Isto resulta em uma
penetração com configuração dedicular.
12. E quanto aos arames de solda para este
processo?
Como mencionado anteriormente os arames podem
ser sólidos, em bitolas que variam entre 0,6 e 1,6 mm, sendo a
mais utilizada de 1,2 mm ou tubulares com alma metálica
com bitolas de 0,9 a 2,4 mm.
Quadro 3 - Tipos de eletrodos recomendados para a soldagem de aços ao carbono e baixa liga, inoxidáveis e ligas não ferrosas.
A5.28
Fonte AWS.
Ano I - nº04 1 3
No Brasil, assim como na maior parte dos
países, é utilizada a norma AWS para
classificar e especificar arames sólidos e
arames de alma metálica.
As principais normas AWS para estes
consumíveis são:
AWS A5.18 para aços ao carbono;
AWS A5.28 para aços baixa liga;
AWS A5.9 e A5.22 para aços inoxidáveis;
AWS A5.14 para ligas de níquel;
AWS A5.10 para ligas de alumínio;
AWS A5.7 para ligas de cobre;
AWS A5.13 e A5.21 para revestimentos.
13. Como é a classificação de consumíveis
GMAW e MCAW?
O quadro 3 apresenta os consumíveis sólidos mais utilizados
para a soldagem das dos aços ao carbono, aços inoxidáveis e
ligas não ferrosas. Quando se trata de aços baixa liga de mais
alta resistência, deve-se consultar os fabricantes para
determinar qual a família de elementos de liga deve ser utilizada
em função do material de base. Por exemplo aços tipo CrMo para alta temperatura devem apresentar teores de Cr e
de Mo compatíveis com os do metal de base. Por outro lado
alguns aços para trabalho com dureza máxima controlada
podem exigir Mn como elemento endurecedor (tipo D2 por
exemplo), mesmo que o metal de base seja ligado ao Cr-Mo
(como um 4130 ou 8630 por exemplo).
14. Quais as características relacionadas ao processo
GMAW que fazem com que ele seja
conhecidamente de fácil automação?
O processo de soldagem GMAW tem sido hoje o processo
mais utilizado em soldagem robotizada ou automatizada porque
reúne algumas características ou vantagens que o tornam
único ou particularmente bem adequado para esta aplicação.
Estas características são:
• É o único processo de eletrodo consumível “contínuo”
que pode ser utilizado com todos os metais comerciais e
ligas;
• Não existe a restrição de tamanhos limitados de eletrodos
encontrados no SMAW o que permite fazer cordões
longos sem paradas;
• A soldagem pode ser feita em todas as posições, fator
não encontrado em SAW (arco submerso), com abertura
e fechamento do arco incorporada na programação do
próprio robô;
• As taxas de deposição são significativamente maiores
que aquelas obtidas com SMAW e mesmo em outros
processos quando se usa duplo arame, por exemplo;
• Quando bem programado e otimizado consegue-se
velocidades de soldagem superiores a muitos outros
processos
• Com transferência spray é possível conseguir maior
penetração que no SMAW, o que pode permitir a utilização
1 4 Revista da Soldagem
•
•
de filetes menores de solda com a resistência equivalente;
Adicionalmente, por causa das diferentes regulagens
possíveis de serem conseguidas e implementadas em
programações de robôs com um mesmo equipamento é
possível alterar parâmetros durante a soldagem gerando
cordões com diferentes geometrias aplicados em regiões
ou peças com diferentes espessuras;
Devido à ausência de escória consegue-se fazer
cordões de múltiplos passes sem a necessidade de
limpeza intermediária.
EVOLUÇÃOTECNOLÓGICA
Fontes
A evolução tecnológica na fabricação de equipamentos de
solda trouxe-nos as fontes inversoras, em alguns casos o
chopper, com controles multiprocessados e acompanhados
de softwares.
O resultado desta evolução é a garantia das propriedades
metalúrgicas da junta além dos seguintes aspectos:
1. Redução do consumo de energia elétrica
2. Maior precisão às diversas transferências metálicas com
os diferentes tipos de metais de adição.
3. Flexibilização do equipamento para uso e diferentes
processos.
4. Redução de peso
5. Redução do uso de chaves e comutações
6. Maior eficiência elétrica
7. Maior facilidade operacional
8. Maior conforto operacional para o soldador
9. Indicação, controle e monitoramento das principais variáveis
10.Maior segurança
Face às inúmeras alternativas de equipamentos e a
variedade de recursos oferecidos, o comprador de equipamento
talvez tenha alguma dificuldade para selecionar aquele que
melhor atenda as suas necessidades. Porém deve estar atento
a alguns aspectos fundamentais:
- potência da fonte de energia
- eficiência elétrica
- tipo de proteção (ao aquecimento ou choque elétrico)
- qual o tipo de trabalho que irá fazer
De nada adianta o equipamento dispor de dezenas ou
centenas de programas instalados se não forem utilizados no
seu processo produtivo. É necessário analisar bem quais são
as suas necessidades para não investir em coisas
desnecessárias. Em termos de avanço tecnológico mais
recente nas fontes de energia, citamos as fontes inversoras
que se adaptam a qualquer tipo de rede elétrica CA ou CC na
faixa de 190 a 600V, trifásico ou bifásico, de forma automática.
É isso mesmo! Não é necessário abrir a fonte para alterar as
ligações e esta tecnologia oferece grande tolerância às
flutuações da rede elétrica.
TRANSFERÊNCIAS METÁLICAS
E CONTROLE DO ARCO
Curto-Circuito
Foram desenvolvidos softwares específicos para
controlar a transferência metálica, desde o aquecimento
do arame até a separação da gota do arame, com
ausência de respingos e controle total do aporte térmico
(heat input).
Há também sistemas de alimentadores de arame
integrados ao arco que recebendo informações da fonte
operam em velocidade e frequência incríveis,
permitindo a transferência da gota estável e repetitiva
ao longo do tempo de arco.
Para operações manuais há equipamentos que tem
sistemas que além do controle de arco, o mantém
estável com eventuais variações de Stickout.
Transferência Pulsada
Foram desenvolvidos novos softwares para
oferecer maior estabilidade de arco e manutenção do
comprimento do arco (sistema adaptativo ou proativo).
Alguns equipamentos com opção de arco pulsado
otimizado permitem soldas com excelente conforto
operacional, que vem atender a reclamação dos
soldadores quanto ao arco muito longo que limita o
controle da poça de fusão em equipamentos
convencionais.
Controle do Arco
Alguns equipamentos têm a
transferência metálica controlada no modo
sinérgico em sistema fechado, ou seja, não
permite ao operador ajustar parâmetros.
Porém alguns softwares permitem acessar as variáveis
e alterá-los com ou sem solda o que dá um resultado imediato
para avaliação, salvar dados, transferir para um software
específico da máquina, colocar senha de acesso, controlar
tempos de solda, avaliar o sistema operacional do equipamento,
e transferir para um PC ou mesmo um Palm Top.
Cabeçotes
Da mesma forma que aconteceu com as fontes,
também os cabeçotes passam incorporar softwares. Além
disso, agora empregam-se motores mais eficientes e lineares,
sistemas de tração mais precisos que operando em malha
fechada de sinais com a fonte de energia permitem o máximo
de controle do arco. Há cabeçotes com comandos simples
que permitem adequar o arco de conformidade com o gás de
proteção, posição de soldagem, composição química do arame
diferentes do programa.
A evolução tecnológica nas fontes e cabeçotes se faz
presente com a introdução dos microprocessadores e dos
softwares, que permitem um controle perfeito do processo e
a garantia da qualidade da solda com melhor produtividade e
segurança aos usuários.
Ano I - nº04 1 5
EQUIPAMENTO STT
A Soldagem na Transferência por Tensão Superficial® pode ser entendida como uma transferência por
curto-circuito controlado. Este processo foi desenvolvido e patenteado.
A fonte de Soldagem é diferente das
convencionais, pois não possui o ajuste de tensão e o controle de corrente independente da velocidade de
alimentação do arame e as variações da extensão do eletrodo (stickout) não afetam o calor imposto à peça.
O processo STT® realiza soldagens que requerem baixo calor imposto (heat-input), baixo aquecimento do eletrodo, e
soldagens que minimizam a distorção. Os fumos e respingos na soldagem são reduzidos, sempre utiliza grandes diâmetros de arame
e gás CO2 (100%), que combinam para a redução de custos na soldagem. É especialmente aplicado em soldas de raiz, espessuras
finas e aplicações automatizadas. Os exemplos a seguir ilustram sua aplicação.
A figura ao lado evidencia como funciona o processo. Uma corrente de base (background) entre 50 e 100 ampéres mantém
a estabilidade do arco e contribui para o aquecimento do metal base. Após o eletrodo iniciar o curto na poça de fusão, a corrente
é rapidamente reduzida para assegurar um curto sólido. A corrente de “pinch” (estrangulamento) é então aplicada para derreter e
destacar a gota na ponta do eletrodo. A fonte calcula eletronicamente quando a separação da gota vai ocorrer e reduz a corrente
em 45-50 ampéres antes deste evento, eliminando um respingo explosivo como na transferência convencional curto-circuito.
Uma elevada corrente (peak) é aplicada imediatamente após o restabelecimento do arco elétrico, que é momentaneamente
ativado produzindo alto aquecimento do metal base, assegurando excelente fusão e ajustando o comprimento de arco adequado.
Finalmente, uma exponencial corrente de cauda (tail-out) é aplicada para regular o calor imposto à peça, reduzindo a corrente de
pico até o nível de base lentamente. A corrente de base fornece um controle fino do aquecimento da poça.
Tempo de Pico
Corrente
de
Corrente Efeito Pinch
Corrente de Base
1 6 Revista da Soldagem
Imagens cedidas pela Lincoln Electric.
EQUIPAMENTO ARISTO SUPER PULSE
Este equipamento, devido à combinação de diferentes tipos de transferência, permite
algumas condições difíceis de soldagem, como execução de passe de raiz ou a soldagem
de alumínio abrangendo todas as espessuras, algumas que somente costumam apresentar alto nível de
qualidade quando soldadas pelo processo GTAW (TIG). A maior vantagem do processo pulso/pulso é a
habilidade de controlar o aporte de calor, sendo possíveis diversas variações dentro do mesmo processo
(conforme figura).
Algumas aplicações são:
•
Pulso / curto circuito – Substitui o processo TIG soldando o passe de raiz com o processo pulso/
curto circuito. Este processo possibilita total controle de aporte de calor para qualquer espessura de
chapa.
•
Spray / pulso – Um processo muito eficiente na soldagem em posição de materiais mais grossos.
O alumínio pode ser soldado na posição vertical ascendente sem a usual manipulação de tocha. (que
é menos cansativo para o operador)
•
MIG brazing de chapas de aço.
Mais informações sobre o assunto podem ser obtidas junto à biblioteca da ABS.
Imagens cedidas pela ESAB.
Colaboraram para esta matéria:
Alexandre Bracarense - UFMG
Annelise Zeemann - TECMETAL
Daniel Almeida - ABS
Edson Urtado - LINCOLN
Sidney Ferrer - AGA
Ubirajara Pereira - ITW
Ano I - nº04 1 7