Processo de Soldadura MIG/MAG 131/135 - GMAW Variantes ao Processo

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1 Processos de Soldadura Processo de Soldadura MIG/MAG 131/135 - GMAW Variantes ao Processo Direcção de Formação Italo Fernandes EWE / IWE Módulo 1.8 Temas a tratar neste módulo Variantes ao Processo MIG/MAG MIG/MAG Pulsado MIG/MAG - Com Transferência Controlada MIG/MAG - Por Pontos MIG/MAG - Chanfro Apertado (Narrow Gap) MIG/MAG - Alto Rendimento MIG/MAG - Multi-Fio MIG/MAG - AC Plasma MIG/MAG Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 2 / 45

2 Temas a tratar neste módulo Objectivos Princípio de Funcionamento Aplicações Imperfeições Típicas e/ou Cuidados específicos Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 3 / 45 Tipos de Fontes: MIG/MAG - Pulsado Rectificadores de Soldadura convencionais ou tipo inversor, semelhantes aos equipamentos convencionais Permitem a modulação da corrente, seja directamente na fonte ou através de um controlo remoto Mesmo tipo de controlo de arco, que no MIG/MAG convencional Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 4 / 45

3 Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 5 / 45 MIG/MAG - Pulsado Principio de Funcionamento: Equivalente ao MIG/MAG convencional Utilização de corrente pulsada de onda quadrada Objectivos do Processo: Utilização do modo de transferência por Spray (pulverização axial), em todas as condições de aplicação Melhor morfologia de cordão Minimização dos riscos de colagens Diminuição da quantidade de salpicos Execução mais rápida, maiores taxas de fusão Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 6 / 45 MIG/MAG - Pulsado Desvantagens e Dificuldades de utilização: Dificuldades na parametrização Os Controlos de estabilidade de arco convencionais do MIG/MAG não funcionam em MIG/MAG Pulsado, implica maior dificuldade de operação e controlo do banho de fusão, requer um treino dos soldadores mais apurado As dificuldades acima mencionadas levaram à descontinuação do MIG/MAG Pulsado em equipamentos convencionais de MIG/MAG

4 MIG/MAG - Pulsado Transferência em Pulsado: Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 7 / 45 A onda Pulsada: - Teórica MIG/MAG - Pulsado -Real Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 8 / 45

5 Conclusões: Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 9 / 45 MIG/MAG - Pulsado As limitações do MIG/AMG em termos de modos de transferência menos adequados, é ultrapassado pela corrente pulsada que permite o destacamento em Spray Menores valores de Entrega Térmica, logo menores deformações Maiores taxas de depósito Utilização de misturas ricas em Árgon (95%) são as que permitem melhores resultados Grandes dificuldades no controlo da estabilidade do arco com os equipamentos convencionais. MIG/MAG Com Transferência Controlada Princípio de Funcionamento: Fontes de Potência adaptadas, que permitem: Comando directo da Corrente, isto é, a I é independente do valor de velocidade de alimentação do fio Modulação da corrente, passando-se a utilizar corrente pulsada de onda trapezoidal Fontes com característica estática, em função do tipo de controlo de estabilidade do arco Sistemas electrónicos para o controlo da estabilidade do arco Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 10 / 45

6 MIG/MAG Com Transferência Controlada Vantagens do Processo: As vantagens já referidas para o MIG/MAG pulsado, adicionado um controlo perfeito da estabilidade do arco. One Knob Machine Designações Comerciais do processo: MIG Sinérgico MIG Sinérgico Pulsado MIG Pulsado com sinergia MIG Pulsado Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 11 / 45 MIG/MAG Com Transferência Controlada Sistemas Electrónicos de controlo da estabilidade do Arco Eléctrico: Controlo Sinérgico Controlo por Tensão de Arco Controlo CC/CV. Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 12 / 45

7 MIG/MAG Com Transferência Controlada Controlo Sinérgico: Controlo de 1ª geração Funciona em materiais resistivos Fonte de característica estática de I cts (vertical) Alimentador de velocidade variável ou não. Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 13 / 45 MIG/MAG Com Transferência Controlada Controlo Tensão de Arco: Controlo de 1ª geração Funciona em materiais não resistivos Fonte de característica estática de I cts (vertical) Alimentador de velocidade fixa Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 14 / 45

8 MIG/MAG Com Transferência Controlada Controlo CC/CV: Controlo de última geração, reúne as capacidades do controlo sinérgico e da tensão de arco Funciona em todo o tipo de materiais Permite modo de transferência em pulverização axial e em curto-circuito controlado (minimizando o problam das faltas d efusão e salpicos) Fonte de característica estática variável, isto é, na fase do pico a fonte têm curva do tipo I cts (vertical), na fase da base tem curva do tipo V (cts) Alimentador de velocidade variável ou fixa Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 15 / 45 MIG/MAG Com Transferência Controlada Programação dos parâmetros: Em termos práticos os utilizadores não necessitam de efectuar a programação dos parâmetros Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 16 / 45

9 MIG/MAG Com Transferência Controlada Onda típica usada: Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 17 / 45 MIG/MAG Com Transferência Controlada Influência dos vários parâmetros da onda pulsada na transferência, no depósito e na fusão: Modo de transferência pretendido Pulverização Axial (gotas de diâ. = ao diâ. do fio) 1 Só destacamento, por cada pulso e preferencialmente no último terço da duração do pulso Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 18 / 45

10 MIG/MAG Com Transferência Controlada Influência do destacamento na posição do pulso: Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 19 / 45 MIG/MAG Com Transferência Controlada Uma só gota por pulso Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 20 / 45

11 MIG/MAG Com Transferência Controlada Várias formas de onda Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 21 / 45 MIG/MAG Com Transferência Controlada Influência dos vários parâmetros da onda pulsada na transferência: Ip >> Ic para garantir transferência por Spray Diâ. Gota = ao Diâ. Do fio Diâ.gota = (W/F) x A e pela relação F/Imédio = R (W taxa de fusão; F Frequência da onda pulsada; A Secção do fio, Imédio Intensidade média da onda; R Constante característica do material e dos eu diâ.) 1 Destacamento por pulso Ip 2 x Tp = K (K Constante característica do material e dos eu diâ.) Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 22 / 45

12 MIG/MAG Com Transferência Controlada Influência dos vários parâmetros da onda pulsada na transferência: Ib e Tb têm de garantir estabilidade do arco e não deixar o banho congelar ou o arco apagar A taxa de fusão é W = E x Imédio Imédio = [(Ip x Tp) + (Ib x Tb)] / (Tp + Tb) A taxa de fusão W = (α x Imédio) + (β x l x Ip 2 x Tp x F) Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 23 / 45 MIG/MAG Com Transferência Controlada Influência dos vários parâmetros da onda pulsada na nas características de deposição: Imédio = W Diâ. Fio e pretende-se Imédio Cts = W Se fio mais resistivo e pretende-se Imédio Cts = W Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 24 / 45

13 MIG/MAG Com Transferência Controlada Influência dos vários parâmetros da onda pulsada na nas características da morfologia do cordão: Se Imédio e Velo. Sold. Cts Penetração ; Diluição ; ângulo molhagem ; ângulo de fusão Se Imédio Cts e Velo. Sol. Penetração (não é linear); Diluição ; ângulo molhagem ; ângulo de fusão Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 25 / 45 MIG/MAG Com Transferência Controlada Valores tipo das constantes de parametrização: Para E (W= E x Imédio) Aço, fio Ø 1,2 3,0 m/min/100a Inox, fio Ø 1,2 3,2 m/min/100a Al, fio Ø 1,2 4,4 m/min/100a Para K (Ip 2 x Tp = K) Para R (F/Imédio = R) Aço, fio Ø 1,2 490 A 2.s Aço, fio Ø 1,2 50 Hz/100A Inox, fio Ø 1,2 315 A 2.s Inox, fio Ø 1,2 70 Hz/100A Al, fio Ø 1,2 130 A 2.s Al, fio Ø 1,2 90 Hz/100A Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 26 / 45

14 Aplicações: MIG/MAG Soldadura por Pontos Juntas sobrepostas chapa fina (esp. 5 mm) Juntas sobrepostas chapa de média espessura ( 5 < esp. 12 mm) Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 27 / 45 MIG/MAG Soldadura por Pontos Cuidados Específicos: Bocais específicos Temporizadores de ciclo de soldadura Superfícies a soldar bem limpas Abertura de furos na chapa superior, quando se pretende aplicar a média espessura. Imperfeições típicas Poros Faltas de fusão entre a 1º e a 2ª chapa Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 28 / 45

15 Acessórios: MIG/MAG Soldadura por Pontos Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 29 / 45 MIG/MAG Narrow Gap (Chanfro Apertado) Aplicações: Fortes espessuras Multipasse Bordos direitos ou com ligeiro chanfro (< 18º) Espessuras a soldar de 25 a 300 mm Automático ou mecanizado Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 30 / 45

16 MIG/MAG Narrow Gap Cuidados específicos: Posicionamento da ponta do eléctrodo Fontes de energia de alta potência, e com factor de marcha de 100% Garantir a fusão lateral dos chanfros Técnicas especiais para a rotação da ponta do eléctrodo (dois fios enrolados ou tubos de contacto com o furo em espiral) Protecção gasosa especial Bocais especiais e com isolamento eléctrico Juntas de suporte Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 31 / 45 MIG/MAG Narrow Gap Defeitos típicos: Porosidade Faltas de fusão laterais Alimentação de fio Típicas: Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 32 / 45

17 MIG/MAG Alto Rendimento Denominações típicas: Rapid melt Rapid Arc Linde Fast T.I.M.E. Princípios gerais de funcionamento: Taxas de fusão de (velocidades de alimentação de fio mais elevadas (de 8 a 30 m/min) Extensões livres de eléctrodo maiores (de 15 a 30 mm) Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 33 / 45 MIG/MAG Alto Rendimento Princípios gerais de funcionamento: Tensões de arco mais elevadas Gases de protecção específicos (misturas boa condução térmica He, que permitam maior desenvolvimento de calor CO 2, O 2, boa estabilidade de arco-eléctrico Ar) Ex.: Ar+ He (20 a 30%)+ CO 2 (10 a 5%)+ O 2 (5 a 0,5%) Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 34 / 45

18 Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 35 / 45 MIG/MAG Alto Rendimento Vantagens: Altas taxas de depósito (6 a 20 Kg/h) Grandes velocidades de soldadura (50 a 200 cm/min) Boas penetrações laterais e em profundidade Destacamento em Spray Profundidade Destacamento em Rotacional Lateral Aplicações: Juntas de canto e sobrepostas (PA e PB) Juntas topo-a-topo (PA) Mecanizações e automatizações MIG/MAG Multi-Fio Posicionamento dos fios: Paralelo Tandem Fontes de energia: Uma (um só arco-eléctrico), normalmente tocha com dois fios Duas (dois arcos-eléctricos), montadas em paralelo Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 36 / 45

19 MIG/MAG Multi-Fio Vantagens: Altas taxas de depósito Grandes velocidades de soldadura Aplicações: Juntas de canto e sobrepostas (PA e PB) Juntas topo-a-topo (PA) Enchimentos (pouco usado) Mecanizações, automatizações e robotização Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 37 / 45 MIG/MAG Multi-Fio Cuidados específicos: Tochas especiais Controlo da distância entre os dois fios (problemas de instabilidade do arco-eléctrico, e tamanho da gota final) Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 38 / 45

20 Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 39 / 45 MIG/MAG MIG/MAG - AC Principio de funcionamento: Fontes do tipo Sinérgico Pulsado, com modulação da corrente AC Fase DC-: Aquecimento Fase DC+: Destacamento da gota Aplicações: Alumínios (principalmente), em todo o tipo de juntas Outros materiais só em juntas de canto e sobrepostas Chapa fina ( 5 mm) Automatizações e Robotização MIG/MAG MIG/MAG - AC Vantagens: Maiores taxas de depósito Maiores folgas nas preparações (maior tolerância) Cuidados específicos: Maior controlo na penetração, apresenta piores resultados, que o MIG/MAG Boa relação entre a duração da fase negativa e positiva, em função do que se pretende (se penetração se enchimento) Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 40 / 45

21 MIG/MAG MIG/MAG - AC AC influência na penetração: Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 41 / 45 MIG/MAG MIG/MAG - AC AC melhor comportamen to com folgas: Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 42 / 45

22 MIG/MAG MIG/MAG - AC AC Juntas tipo: Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 43 / 45 MIG/MAG Plasma MIG Principio de funcionamento: Plasma Penetração (Key-hole) MIG Enchimento da junta Aplicações: Automatizações e mecanizações Aço inoxidável e Alumínios Topo-a-topo Médias espessuras (de 6 a 15 mm) Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 44 / 45

23 MIG/MAG Plasma MIG Vantagens: Uma só passagem permite maior espessura soldada Maior Produtividade e Velocidade de Soldadura Cuidados específicos: Alinhamento entre a tocha de Plasma e a tocha de MIG Distância entre ambas as tochas Processo de Soldadura MIG/MAG Variantes 45 / 45