Tipos de Transferencia. Nebulizado Globular Pulsante

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1 113 Para o alumínio e suas ligas usa-se argônio puro, enquanto que para o cobre e suas ligas apresenta bom resultado uma mistura de argônio com 70% de Hélio ou argônio puro para chapas muito finas. Outro fator importante para obter-se uma boa solda é a vazão do gás (l/min), que deverá ser regulada para cada caso. Com vazão insuficiente, a superfície ficará rugosa, com aspectos de oxidação. Com fluxo excessivo de gás, o resultado ficará igualmente ruim, devido à turbulência criada, provocando penetração de ar por sucção, na zona de fusão, além de gastar mais gás que o necessário Tipos de transferência de metal através do arco Tipos de Transferencia Jato Livre Curto Circuito Nebulizado Globular Pulsante Transferência tipo curto circuito O arame é alimentado a uma taxa que é pouco maior do que a taxa de fusão do mesmo para um particular valor de tensão do arco; como resultado o arame toca a poça de fusão e provoca um curto circuito com a fonte de energia. O arame consumível então atua como um fusível e quando ele se rompe um arco livre e intenso é criado. Este fenômeno é repetido regularmente até 200 vezes por segundo O resultado é uma condição de soldagem contínua com baixa adição de calor na junta e uma poça de fusão pequena. Transferência por nebulização ou gotículas (Tipo Spray) Este modo de transferência consiste de um jato de gotículas de metal fundido muito pequenas que são projetadas em direção à peça de trabalho por forças elétricas dentro do arco. Este modo de transferência é particularmente adequado para soldagem na posição plana, mas pode ser usado para soldagem em posição, no caso de alumínio e suas ligas.

2 114 Transferência Globular A transferência por glóbulos ocorre a intensidades de corrente acima daquelas que produzem transferência por curto circuito, mas abaixo do nível requerido para a transferência por nebulização. O tamanho da gota é grande em relação ao diâmetro do arame, e a transferência é irregular. Este modo de transferência ocorre com arames de aço submetidos a altas intensidades de corrente sob proteção de CO2 mas é geralmente considerado como inviável, a menos que possam ser tolerados altos níveis de respingos. O uso de arames tubulares propicia uma forma controlada de transferência por glóbulos que é aceitável. Transferência tipo arco pulsante O desenvolvimento das máquinas de soldagem (tiristores, inversores e controle por transistores) facilitou o ajustamento dos parâmetros de solda e tornou possível o desenvolvimento da soldagem MIG/MAG pulsante. Neste processo um ou mais parâmetros pulsantes (primariamente a freqüência) são ligados ao controle de velocidade de avanço do arame. Nos equipamentos mais sofisticados todos os parâmetros de solda, tais como corrente de pulso, a duração do pulso, a corrente de fundo e a freqüência do pulso são afetadas por esse controle. Atualmente a soldagem MIG/MAG pulsante é mais usada para alumínio, aço inoxidável e materiais de difícil soldagem. No tipo de transferência denominado arco pulsante, as gotas são transferidas por uma alta intensidade de corrente que é periodicamente aplicada ao arco. Idealmente uma gota é transferida em cada pulso e é "disparada" através do arco pelo pulso. O processo opera com freqüência típicas de 50 a 100 gotas por segundo. A intensidade de corrente básica é mantida entre os pulsos para sustentar o arco, mas evita a transferência do metal. Sua grande vantagem é manter um maior controle da poça de fusão, evitando a transferência de calor, quando desnecessária, o que é importante, principalmente, em chapas finas.

3 Variáveis de soldagem As variáveis de soldagem são os fatores que podem ser ajustado para controlar uma solda. Para obter-se os melhores resultados do processo de soldagem, é necessário conhecer o efeito de cada variável sobre as diversas características ou propriedades da solda. Certas variáveis, que podem ser continuamente reguladas e facilmente lidas, constituem controles melhores que aquelas que não podem ser lidas ou só podem ser modificadas por degraus. De acordo com esta característica, as variáveis de soldagem são divididas em três grupos: as variáveis pré-selecionadas de variação por degraus, as variáveis primárias e as variáveis secundárias de ajuste. As variáveis pré-selecionadas são: o diâmetro e tipo do arame, e o tipo de gás, as quais não permitem bons controles da solda. Estas variáveis são principalmente determinadas pelo tipo de material soldado, sua espessura, a posição de soldagem, o regime de deposição desejado e as propriedades mecânicas necessárias. As variáveis primárias controlam o processo depois que as variáveis pré-selecionadas foram determinadas. Elas são: a tensão do arco, a corrente de soldagem, a velocidade de avanço do arame e a vazão do gás. Elas controlam a formação do cordão, a estabilidade do arco, o regime de deposição e a qualidade da solda. As variáveis secundárias, que também podem ser modificadas de maneira contínua são, às vezes, difíceis de medir com precisão. Elas não constituem, desta forma, controles simples, especialmente em soldagem semi-automática. Estas variáveis são: altura do arco, ângulo do bocal e velocidade de avanço da pistola. Pré-Selecionadas Tipo do arame Diâmetro do arame Tipo do gás variação por degraus Certificação Primárias Tensão do arco Corrente Elétrica Vazão do gás Velocidade de avanço do arame variação contínua Secundárias Altura do arco Ângulo do bocal Velocidade de avanço da pistola variação contínua Investigação de Defeito Defeitos mais comuns e suas soluções Soldas de excelente qualidade, com bom acabamento superficial e livre de defeitos podem ser obtidas com o processo MIG/MAG sob as condições corretas de operação. Certos defeitos podem surgir devido a procedimento de soldagem inadequado. Os problemas mais comuns e suas soluções são mostrados a seguir: Falta de fusão Este defeito é causado por falta de calor na junta (baixa intensidade de corrente) ou manipulação incorreta da tocha. Para corrigi-lo aumente a intensidade da corrente e/ou o nível da indutância secundária e certifique-se de que o padrão de tecimento correto está sendo usado. Porosidade A causa mais comum deste defeito é a presença do nitrogênio em aços ou de níquel e hidrogênio em alumínio. O hidrogênio geralmente aumenta devido a contaminantes superficiais ou umidade, e pode ser evitado através da limpeza correta da superfície da junta, certificando-se de que o arame esta

4 116 protegido de contaminação durante armazenagem e usando-se mangueiras de gás que não absorvam umidade. Respingos Resultam da ruptura explosiva do arame no processo de transferência por curto circuito ou em menor extensão, da projeção de finas gotículas metálicas na transferência por nebulização. Os respingos podem ser controlados pelo aumento da indutância (para limitar os picos de corrente de curto circuito), reduzindo-se a intensidade da corrente de soldagem e usando-se uma mistura Argônio/CO2, como gás de proteção, ao invés de CO2 puro. Péssima aparência do cordão Pode ser causada pela ajustagem incorreta da intensidade da corrente, tensão excessiva ou técnica de operação deficiente. Sobreespessor excessivo ou soldas "em picos" resultam da baixa adição de calor na junta Aplicações. Fabricação e reparos de veículos. Fabricação de sistemas de exaustão. Fabricação de trailers e furgões. Fabricação de containeres e tanques de armazenagem. Fabricação e reparos de equipamentos agrícolas e de terraplanagem. Construções industriais, estruturas metálicas. Construção naval. Construções elevatórias e transportadoras. Construção de dutos de aquecimento e ventilação. Fabricação de ventiladores e sopradores. Trabalhos em tubulações e encanamentos. Equipamento de jardinagem. Fabricação de brinquedos e equipamentos de lazer. Fabricação de mobília metálica. Produções em chapa metálica. Fabricação de utensílios domésticos A soldagem MIG/MAG com arames normais ou tubulares responde hoje, nos países altamente industrializados, por 50% do consumo total de consumíveis para solda. Isto se deve a sua fácil automatização, inclusive com o uso de robôs, bem como, ao maior rendimento mesmo no processo semi-automático, uma vez que não se precisa ficar trocando eletrodos e não se perdem suas pontas, não havendo também o trabalho de remoção de escória.

5 Soldagem com arame tubular Introdução O arame tubular é obtido pelo enchimento de uma fita metálica preformada em "U" com um fluxo e/ou pó metálico, seguido de trefilação, criando um arame tubular com o material adicionado em seu núcleo. Em termos mais simples, este processo corresponde a um eletrodo de soldagem revestido interiormente com o material de fluxo. Os arames tubulares são produzidos para aplicações diversas, soldagens de alta produtividade, estruturas críticas e vasos de pressão, onde são requeridas boas propriedades mecânicas e resistência ao impacto. Existe também uma gama de arames destinados a revestimentos duros. Suas principais características são: Alta taxa de deposição Melhores propriedades mecânicas Maior penetração Baixa incidência de defeitos, resultando em baixo custo total de fabricação Soldagem em posição Descrição do processo Trata-se de um processo similar ao MIG/MAG, onde o arame tubular é alimentado automaticamente, funcionando como eletrodo na abertura do arco que é mantido entre o mesmo e a peça. Existem, basicamente, três tipos de arames tubulares: os com fluxo interno, os com pó metálico e os autoprotegidos. Enquanto os dois, primeiros exigem proteção gasosa, o último a dispensa Equipamento Fontes de energia Retificadores padrões utilizados em equipamentos MIG são apropriados também para operações com arames tubulares desde que eles tenham capacidade de corrente suficiente para atingir a gama de amperagem especificada para a dada bitola de arame. Complementando, a fonte de energia deve ter fator de trabalho apropriado compatível com o componente a ser soldado.

6 118 Alimentadores de arame A eficiência da alimentação de arames tubulares dependerá do tipo de roldanas de alimentação utilizadas. Enquanto arames tubulares de 1,2 mm e 1,4 mm trabalham satisfatoriamente quando usados em conjunto com uma roldana guia chanfrada e uma roldana de pressão plana, é recomendada a utilização de roldanas de alimentação engrenadas e recartilhadas para diâmetros maiores, tanto em sistemas simples como de dois arames. Tochas ou pistolas de solda Cuidadosa consideração deve ser dada à escolha da tocha relativamente ao diâmetro do arame, nível de intensidade de corrente proposto e fator de trabalho. Em determinadas circunstâncias é necessário o resfriamento a água, por exemplo, para bitolas de arame de 1,6 mm e acima, operando em altas intensidades de corrente e fatores de trabalho elevados. Gases de proteção Os arames tubulares com fluxo interno podem ser usados com CO2 ou com misturas de Argônio + 15/20% de CO2. Para obtenção de boas propriedades mecânicas e qualidade radiográfica, o uso de CO2 é preferido para os arames básicos. Alternativamente, misturas de Argônio + 15/20% de CO2 podem ser usadas para reduzir os fumos e o nível de respingos, bem como melhorar a aparência da solda, porém a penetração será reduzida. Os arames tubulares com pó metálico devem ser sempre usados com misturas de Argônio + 15/20% de CO2. A utilização de CO2 resultará em séria deterioração na aparência da solda e a quantidade de fumos e respingos será excessiva. Um fluxo de gases de 15/20 litros por minuto deve ser mantido no bocal da tocha. Observe-se que o arame autoprotegido contém internamente ingredientes fluxantes e desoxidantes do metal fundido, além de materiais geradores de escória de cobertura. Portanto não existe a necessidade de qualquer proteção externa do arco (gases). Polaridade Corrente contínua polaridade positiva é recomendada para arames tubulares com fluxo interno rutílico, uma vez que o uso de polaridade negativa produz características inferiores do cordão e pode ocasionalmente produzir porosidade. Os arames tubulares com fluxo interno básico e os com pó metálico, por sua vez, beneficiam-se com o uso de corrente contínua polaridade negativa, possibilitando uma ação melhorada do arco e um acabamento da solda com reduzido índice de respingos. Intensidade de corrente Para arames tubulares com fluxo interno, a intensidade de corrente ideal está situada na metade superior da faixa especificada para um diâmetro particular de arame, exceto nas soldagens em posição com arames de 1,2 mm 1,4 mm e 1,6 mm, quando o modo de transferência por curto circuito é utilizado com intensidade de corrente abaixo de 220 A. Arames tubulares com pó metálico eliminam a necessidade de variações na corrente em relação à espessura da chapa, pois a regulagem de intensidade para uma dada bitola de arame irá atender 90% das aplicações em plano ou ângulo horizontal. A seção transversal da solda é controlada pela velocidade de trabalho, enquanto que os arames sólidos requerem considerável número de ajustagens de corrente para atingir a mesma flexibilidade. Tensão A tensão tem uma influência direta no comprimento do arco, o qual controla o perfil da solda, a profundidade da penetração e o nível de respingos. Quando a tensão do arco é reduzida, a penetração aumenta, e isto é particularmente importante em juntas de topo com chanfro em "V". Um aumento na tensão resultará em um longo comprimento de arco e num aumento do risco de porosidade e mordeduras. Quando trabalhando com o modo de transferência por curto circuito em soldas na posição, utilizando intensidades de corrente relativamente baixas, a tensão do arco deve ser mantida no mais alto nível possível, para assegurar adequada fusão das paredes laterais.

7 Características Os arames tubulares, devido as suas taxas superiores de deposição, permitem ao usuário obter economias reais nos tempos de soldagem e, conseqüentemente, redução nos custos de mão de obra. O aumento da penetração é outra grande característica do processo, freqüentemente conduzindo a economias adicionais. Demais benefícios estão salientados abaixo: Arames tubulares com fluxo interno Possibilidade de soldagem em todas as posições; Boa remoção de escória; Baixos níveis de hidrogênio; Ideal para uso com CO2 e/ou misturas de Argônio; Capacidade de utilização sobre camadas grossas de ferrugem e carepa; Nível consistente de propriedades mecânicas. Arames tubulares com pó metálico Alto rendimento (até 95%); Dispensa remoção de escória entre passes; Boa aparência da solda; Grande tolerância a variações na intensidade da corrente de soldagem; Aplicável na maioria das soldagens na posição plana em uma mesma regulagem de intensidade da corrente. Arames tubulares autoprotegidos ou sem gás Não requer gás de proteção; Boa acessibilidade à soldagem no campo Técnica de soldagem Preparação da chapa Devido à fusão superior das paredes laterais do chanfro, obtida principalmente com arames tubulares com pó metálico, os ângulos dos chanfros geralmente podem ser reduzidos. Uma junta de topo em V, por exemplo, que normalmente necessitaria um ângulo total de 60 graus para soldagem manual com eletrodos revestidos, pode ser feita com um ângulo reduzido para 45 graus, economizando chapa e, conseqüentemente, metal de solda para enchimento da junta. Os arames tubulares têm um nível de desoxidantes maior do que os arames sólidos, e normalmente operam com densidades de corrente mais altas. Esta peculiaridade permite que eles sejam usados onde uma leve camada de carepa de usina e/ou tinta de base tem que ser tolerada. Para obtenção de ótimos padrões radiográficos com arames tubulares com fluxo interno, a carepa e ferrugem excessiva devem ser removidas por esmerilhamento. Este procedimento servirá também para reduzir ao mínimo a formação de escória, quando usando arames tubulares com pó metálico. Extensão do eletrodo Este termo descreve a distância entre o tubo de contato da tocha e a peça de trabalho, algumas vezes denominado como "stickout". As condições da corrente devem ser fixadas para o serviço, mas durante a soldagem pode ser necessário reduzir a quantidade de calor na poça de fusão para compensar montagens deficientes ou soldagem em posição. Um aumento na extensão do eletrodo e

8 120 a resistência elétrica extra que resulta produzirão uma poça de fusão mais fria e menos fluida. Similarmente, qualquer diminuição na extensão do eletrodo terá o efeito de aumentar a intensidade da corrente de soldagem e esta característica pode beneficiar o controle da penetração, especialmente onde são encontradas preparações deficientes Aplicações Há consumíveis utilizáveis para as mais diversas aplicações. Algumas aplicações típicas estão relacionadas abaixo: Arames tubulares com fluxo interno Fabricação em geral com aços de baixa resistência; Fabricação em geral com aços de média resistência sob condições de alta restrição; Soldagem em todas as posições; Altas taxas de deposição em soldas de topo na posição plana ou juntas de ângulo nas posições plana e horizontal; Soldagem em posição de estruturas para trabalhos em baixas temperaturas de até 60º C. Arames tubulares com pó metálico Fabricação em geral com aços de baixa e média resistência; Soldagem de aços de alta resistência, bem como aços temperados e revenidos; Fabricação de estruturas metálicas e plataformas marítimas (Off Shore) para serviços em baixas temperaturas de até 50º C; Fabricação com aços de baixa e média resistência patináveis (resistentes à corrosão atmosférica). Arames tubulares autoprotegidos ou sem gás Revestimentos duros de componentes desgastados; Camadas de amanteigamento.