SOLDAGEM Mig/Mag (GMAW) FCAW - Aula 05. Faculdade Pitágoras Núcleo de Engenharias Engenharia Mecânica 8º e 9º Período Barreiro, Setembro 2016

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1 SOLDAGEM Mig/Mag (GMAW) FCAW - Aula 05 Faculdade Pitágoras Núcleo de Engenharias Engenharia Mecânica 8º e 9º Período Barreiro, Setembro 2016

2 PROCESSO DE SOLDAGEM MIG/MAG - GMAW

3 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Soldagem a arco com proteção Gasosa (Gas Metal Arc Welding) GMAW. União de peças através do calor gerado por um arco elétrico, fornecido por um eletrodo nú e a peça de trabalho. A proteção da poça de fusão se dá através de um gás ou mistura de gases inertes ou ativos. No Brasil é conhecido como MIG/MAG.

4 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Tocha Gás de proteção Solda (metal depositado) Metal de Base Eletrodo Poça de fusão Alimentação de arame

5 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Com características de processo semi-automático, a alimentação é motorizada e o soldador é responsável pela iniciação e interrupção da soldagem, além de mover a tocha ao longo da junta.

6 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Pode ser utilizada em ampla faixa de espessura e metais ferrosos e não ferrosos. MAG Utilizado em materiais ferrosos destes). Gases Ativos (CO 2 ou misturas MIG Ferrosos como não ferrosos (cobre, magnésio, alumínio) e usa gases inertes.

7 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Neste processo o metal fundido tem que se transferir para a poça de fusão. O modo desta transferência se dá de diversas maneiras, porém estudaremos apenas quatro : - Curto circuito - Globular - Spray - controlada Short Circuit Transfer Globular Transfer Spray Transfer Curto-circuito Globular Spray Corrente de Soldagem

8 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS O modo de ocorrência afeta características do processo Estabilidade do arco, Quantidade de gases (H 2,O 2, N 2, absorvida pelo metal fundido Aplicabilidade do processo em algumas posições de soldagem Quantidade de respingos. Veremos agora cada um destes processos:

9 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Curto-Circuito Ocorrem quando se é usado baixa valores na tensão e corrente de arco elétrico. Uma gota de metal se forma na ponta do eletrodo e esta vai aumentando até tocar a peça e ser transferida através da tensão superficial.

10 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Curto-Circuito Curto circuito

11 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Curto-Circuito Este modo de transferência caracteriza-se por soldagem fora de posição e baixas espessuras de soldagem. Há uma grande instabilidade no arco elétrico e apresenta formação intensa de respingos. Possuem pequena penetração.

12 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Globular Ocorre entre valores intermediários de tensão e corrente e também é denominada como corrente de transição. O diâmetro médio das gotas varia de acordo com o valor da amperagem, porém é maior que o diâmetro do eletrodo e o modo de transferência se dá por gravidade. Globular

13 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Globular Este processo normalmente fica limitado a posição plana Processo normalmente evitado por ser imprevisível.

14 Spray FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Gotas metálicas sofrem ações de várias forças eletromagnéticas sobrepondo à força gravitacional. Para que esse processo ocorra é necessária elevadas taxas de corrente. Spray

15 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Spray Utilização de soldagem normalmente plana e ou horizontal e deverá ser cuidadosamente avaliada em soldagem de metais de base de pequena espessura. (Poça de fusão de difícil controle).

16 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS

17 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Controlada Existem diversas variáveis de utilização, sendo a mais utilizada a corrente pulsada, onde inicia pela globular que é estável e uniforme e na transferência esta se dá por spray. Comparação entre os modos de transferências

18 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Controlada Para este processo é necessário que os equipamentos sejam eletrônicos. Uma limitação deste processo é que existe a introdução de uma novas variáveis (Pulsação) no processo, dificultando ainda mais a seleção e otimização de parâmetros de soldagem.

19 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Controlada Para este processo é necessário que os equipamentos sejam eletrônicos. Uma limitação deste processo é que existe a introdução de uma novas variáveis (Pulsação) no processo, dificultando ainda mais a seleção e otimização de parâmetros de soldagem.

20 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Controlada Para superar estas variáveis foram desenvolvidos várias fontes de energias diferentes para garantir uma gota de pulso, independente da corrente média de operação.

21 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Controlada Para superar estas variáveis foram desenvolvidos várias fontes de energias diferentes para garantir uma gota de pulso, independente da corrente média de operação. Para que esse controle aconteça corretamente é necessário duas condições:

22 Controlada FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS A quantidade de calor transferida à peça é bem menor, o que é vantajoso pelos seguintes motivos: menor nível de distorções maior controle da poça de fusão possibilita a soldagem fora de posição possibilita a soldagem de chapas com menores espessuras

23 Controlada Tipo de transferência metálica Gás de proteção FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Posição de soldagem Energia de soldagem (1) Penetração (1) Estabilidade do arco Curto-circuito todos todas 1,0 1,0 ruim Globular todos plana 1,2 1,2 intermediário Pulverização axial Arco pulsado argônio e misturas ricas em argônio argônio e misturas ricas em argônio plana/horizontal 1,8 1,8 boa todas 1,2-1,6 1,2-1,6 boa (1) Valores relativos à transferência por curto-circuito.

24 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS MIG-MAG possui a característica de tensão constante formando um conjunto com a máquina de alimentação de arame de velocidade constante.

25 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS A polaridade mais utilizada é a CC+

26 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS A polaridade mais indicada para a soldagem MIG / MAG é a polaridade inversa (CC+) Com o uso da polaridade direta (CC-), ocorre a repulsão da gota causada pelas forças dos jatos de plasma e de vapor metálico. A gota é empurrada para cima e desviada de sua trajetória normal, tornando instável a transferência do metal.

27 FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS A tensão no arco é diretamente proporcional ao comprimento do arco, ou seja, quanto maior o comprimento do arco, maior a tensão do arco. Afeta o formato do cordão de solda. Tensões elevadas produzem cordões mais largos com maior quantidade de respingos; Tensões baixas, por outro lado, resultam em arco menos estável e maior absorção de gases.

28 EQUIPAMENTOS Composto por Fonte de Energia Alimentador de Arame Tocha e Soldagem Sistema de Gás protetor Acessórios

29 EQUIPAMENTOS

30 EQUIPAMENTOS Fonte de Energia Mantendo-se as outras variáveis de soldagem constante, a corrente de soldagem varia (altera) alterando-se a velocidade de alimentação do arame e/ou stickout. Em fontes de tensão constante.

31 Fonte de Energia EQUIPAMENTOS As fontes de tensão constante compensam variações da distância entre bico de contato e a peça que ocorrem durante a soldagem, atuando no aumento ou redução instantânea da corrente de soldagem.

32 Fonte de Energia EQUIPAMENTOS Velocidade de fusão aproximadamente constante, velocidade do arame variável, mantem o comprimento do arco estável.

33 Fonte de Energia EQUIPAMENTOS Qual o significado da grandeza ciclo de trabalho apresentado nas fontes de soldagem? O que se deseja expressar quando se diz que uma fonte de soldagem é indicada para 300 A à 60% de ciclo de trabalho?

34 EQUIPAMENTOS

35 Fonte de Energia EQUIPAMENTOS Calcule o ciclo de trabalho para mesmo equipamento em uma faixa de soldagem de 400A (àmperes).

36 Alimentador de Arame EQUIPAMENTOS Velocidade de fusão aproximadamente constante, velocidade do arame variável, mantem o comprimento do arco estável.

37 Gases de Proteção EQUIPAMENTOS

38 EQUIPAMENTOS MIG Metal Inert Gás Utiliza só gases Inertes Só faz a proteção ao material fundido (banho e metal de adição) Não Existem Reações Químicas Aplicável a não ferrosos (Al e CU) e materiais reativos (Ti e Nb)

39 EQUIPAMENTOS MAG Metal Active Gás Utiliza CO2 e misturas de Gases Inertes e Ativos Faz a proteção ao material fundido (banho e metal de adição) Provoca Reações Químicas de Oxi-redução Exotérmicas Aplicável a Ferrosos

40 EQUIPAMENTOS As vantagens do uso de gases ativos são: Baixo custo; Maior estabilidade do arco; Maior velocidade de soldagem; Maior penetração.

41 EQUIPAMENTOS

42 Gases de Proteção EQUIPAMENTOS

43 Gases de Proteção EQUIPAMENTOS

44 EQUIPAMENTOS

45 EQUIPAMENTOS

46 Acessórios EQUIPAMENTOS Manômetro Regulador de pressão com fluxômetro

47 Acessórios EQUIPAMENTOS

48 Acessórios APLICAÇÃO

49 APLICAÇÃO

50 APLICAÇÃO

51 APLICAÇÃO

52 As principais Vantagens do processo GMAW são: Pode ser utilizada com todos os metais e diversas ligas metálicas e não metálicas. Elevadas taxas de deposição Excelente produtividade VANTAGENS X DESVANTAGENS Limpeza mínima após solda (MAG)

53 VANTAGENS X DESVANTAGENS As principais Limitações do processo GMAW são: Equipamento mais complexo, maior custo inicial relativo a SMAW. Apresentação restrições de soldagem em local de dificíl acesso e soldagens em locais abertos Maior sensibilidade à variação de parâmetros elétricos e de operação do arco de soldagem, que influenciam na qualidade do cordão de solda. Maior variedade de consumíveis

54 FCAW (Flux-Cored Arc Welding) É um processo no qual a coalescência dos metais é obtida pelo aquecimento destes por um arco entre um eletrodo tubular contínuo e a peça. Apresenta internamente um fluxo que desempenha funções similares ao revestimento do eletrodo no processo do eletrodo revestido.

55 FCAW (Flux-Cored Arc Welding)

56 FCAW (Flux-Cored Arc Welding) Existem duas variações Principais: Innershield: Em que o fluxo fornece toda a proteção necessária na região do arco (Autoprotegida); Dualshield: em que parte da proteção é fornecida por um gás, de forma semelhante ao processo MIG/MAG

57 FCAW (Flux-Cored Arc Welding) Eletrodo O arame-eletrodo é tubular, contendo no seu núcleo ingredientes fluxantes do metal fundido, além de componentes geradores de gases e vapores protetores do arco e formadores de escória de cobertura.

58 FCAW (Flux-Cored Arc Welding) Esse processo permite uma maior taxa deposição, podendo ser adicionado ao revestimento partículas metálicas.

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