identificação das regiões de transferência metálica em soldagem

IDENTIFICAÇÃO DAS REGIÕES DE TRANSFERÊNCIA
METÁLICA EM SOLDAGEM MIG/MAG
Flávio Pinheiro de Oliveira – [email protected]
IFG / Campus Goiânia
Silane Neves da Silva – [email protected]
IFG / Campus Goiânia
Aldemi Coelho Lima – [email protected]
IFG / Campus Goiânia
PIBIC/IFG
Resumo: O processo de soldagem MIG/MAG (Metal Inert Gas / Metal Active Gas) é
um processo em que a união de peças metálicas é produzida pelo aquecimento destas
com um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo metálico nu, consumível, e a peça
de trabalho. A proteção do arco e da região da solda contra contaminação pela
atmosfera é feita por um gás ou mistura de gases, que podem ser inertes ou ativos. Na
soldagem com eletrodos consumíveis, o metal fundido na ponta do eletrodo tem que se
transferir para a poça de fusão. Pode-se considerar que existem três formas básicas de
transferência de metal de adição do eletrodo para a peça: curto circuito, globular e
spray ou goticular. O objetivo deste trabalho foi estudar os mecanismos de
transferência de metal do eletrodo à peça no processo de soldagem MIG/MAG. Os
ensaios foram realizados em fonte de soldagem multiprocesso MTE Digitec 600,
utilizando eletrodos ER 70S6, com diâmetro de 1,2 mm. Como resultados, obteve-se o
mapa de transferência metálica e uma análise do efeito do gás de proteção na
Soldagem MIG/MAG, onde apenas variando o Gás de proteção, com os outros
parâmetros constantes, foi possível obter 2 tipos diferentes de transferência metálica.
Palavras-chave: Soldagem. MIG/MAG. Transferência Metálica. Argônio. CO2.
Introdução
Denomina-se soldagem o processo de união entre duas partes metálicas,
usando uma fonte de calor, com ou sem aplicação de pressão. O processo de
soldagem MIG/MAG (Metal Inert Gas / Metal Active Gas) é um processo em que a
união de peças metálicas se dá pelo aquecimento destas com um arco elétrico
estabelecido entre um eletrodo metálico nu, consumível, e a peça de trabalho. A
proteção do arco e da região da solda contra contaminação pela atmosfera é feita por
um gás ou mistura de gases, que podem ser inertes ou ativos. O metal fundido na
ponta do eletrodo tem que se transferir para a poça de fusão e a forma como isso
ocorre é importante na soldagem MIG/MAG, pois afeta muitas características do
processo. Pode-se considerar que existem três formas básicas de transferência: curto
circuito, globular e goticular ou “spray”. A utilização do processo MIG/MAG em
atividades profissionais ou didáticas depende da realização de ensaios práticos para a
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definição dos parâmetros (corrente, tensão, velocidade de alimentação do arame, tipo
de gás e vazão).
Objetivos
Estudar os mecanismos de transferência de metal do eletrodo à peça no
processo de soldagem MIG/MAG (Metal Inert Gas / Metal Active Gas).
Metodologia
Os ensaios de soldagem foram realizados utilizando-se a fonte de soldagem
multiprocesso MTE Digitec 600, uma tocha MIG/MAG automática reta, na posição
plana, chapas de aço carbono (¼” x 2” x 200mm), bancada de soldagem para
processos automatizados, além de dispositivo de deslocamento automático da tocha.
Os ensaios foram realizados variando a tensão e a velocidade de alimentação do
arame (e consequentemente a corrente de soldagem), e o gás de proteção (argônio ou
mistura argônio com 25% de CO2). Durante a soldagem, os sinais de corrente e tensão
foram adquiridos pelo Sistema de Aquisição de Sinais. A análise desses sinais, através
dos oscilogramas de corrente e tensão, foi utilizada para identificar as características
do arco elétrico as quais determinam o modo de transferência metálica e influenciam
diretamente na aplicação do processo e conseqüentemente, na qualidade e na
produtividade da solda.
Resultados
Realizou-se 70 ensaios na posição plana, variando os valores de tensão (21,
23, 25, 26, 27, 30 e 32V) e velocidade de alimentação (3 a 7 m/min), com velocidade
de soldagem constante (50 cm/min), vazão do gás de proteção (15 l/min) e distância do
bico de contato à peça-DBCP (25 mm), utilizando dois tipos diferentes de gases:
argônio puro e a mistura de argônio + 25% deCO2. Após a aquisição dos sinais de
soldagem, através do Sistema de Aquisição de Sinais, verificou-se que em alguns dos
testes (tensão de 29V e velocidade de alimentação do arame de 5 m/min; tensão de
30V e velocidade de alimentação do arame de 5 e 6 m/min; tensão de 32V e
velocidade de alimentação do arame de 5, 6 e 7 m/min) e a mistura de argônio + 25%
de CO2 como gás de proteção, obteve-se a transferência metálica por "Curto-Circuito",
que é considerada instável. E com a mudança do gás de proteção, utilizando argônio
puro, obteve-se a transferência metálica por "Goticular ou Spray", que é considerada
mais estável. A identificação do modo de transferência se deu pela análise dos
oscilogramas mostrados nas Figuras 1 e 2, quando se verifica a presença de picos nos
sinais de corrente e de tensão denotando a ocorrência de curto-circuitos entre o metal
fundido na ponta do eletrodo e a poça de fusão. Quando isso ocorre, a transferência é
dita por Curto-Circuito (CC). Quando o sinal é apresentado sem a ocorrência desses
picos, a transferência é do tipo Goticular ou “Spray” (GT) e bem mais estável. As
2
Figuras 3 e 4 mostram o mapa de transferência metálica para dois tipos de gases
utilizados.
Im = 250,1 A
Im = 225 A
Figura 1 – Oscilograma de comparação da Corrente Instantânea do teste que utilizou Argônio (A)
e do teste que utilizou a Mistura Argônio + 25% CO 2 (B). * Im = corrente média e Um = tensão
média.
Um = 31,4 V
Um = 31,4 V
Figura 2 – Oscilograma de comparação da Tensão Instantânea do teste que utilizou Argônio (A) e
do teste que utilizou a Mistura Argônio + 25% CO 2 (B). *Im = corrente média e Um = tensão média.
GT
GL
CC
Figura 3 – Mapa de Transferência Metálica na soldagem MIG/MAG utilizando gás Argônio. * CC =
Curto-Circuito, GL = Globular e GT = Goticular.
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GT
GL
CC
Figura 4 – Mapa de Transferência Metálica na soldagem MIG/MAG utilizando a mistura de Argônio
+ 25% de CO2. * CC = Curto-Circuito, GL = Globular e GT = Goticular.
Conclusões
As análises dos resultados obtidos a partir dos procedimentos experimentais
utilizados neste trabalho tornaram possível chegar às seguintes conclusões:
- O tipo de gás de proteção utilizado na soldagem MIG/MAG de aço carbono
pode ter influência significativa no modo de transferência metálica, pois no exemplo
citado (soldagem com 29V e velocidade de alimentação do arame de 5 m/min;
soldagem com 30V e velocidade de alimentação do arame de 5 e 6 m/min; soldagem
com 32V e velocidade de alimentação do arame de 5, 6 e 7 m/min) só a mudança do
gás, com os demais parâmetros constantes, foi suficiente para provocar uma mudança
significativa no modo de transferência metálica. Com gás argônio puro, a transferência
é do tipo Goticular e com mistura argônio + 25% de CO2 a transferência é do tipo
Curto-circuito.
- Após a realização dos ensaios, junto com a análise de seus oscilogramas, foi
possível determinar o mapa de transferência metálica, que para o processo de
soldagem MIG/MAG e sua aplicação, é muito importante.
Referências
BRANDI, S. D.; MELLO, F. D. H. de; WAINER, E. Soldagem Processos e Metalurgia.
São Paulo: Edgard Blucher, 1992.
LIMA, C. A., & FERRARESI, V. A., Efeito da distância bico de contato peça no
mapa de transferência metálica de um arame tubular autoprotegido.15° POSMEC.
FEMEC/UFU, Uberlândia-MG, 2005.
MARQUES, P. V.; MODENESI, P. J.; BRACARENSE, A. Q. Soldagem Fundamentos
e Tecnologia. Belo Horizonte: UFMG, 2005.
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