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Faculdade Pitágoras – Núcleo de Engenharias
Engenharia Mecânica 8º e 9º Período
Barreiro , Setembro 2016
SOLDAGEM
Mig/Mag (GMAW) FCAW - Aula 05
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.
FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS
Tocha
Gás de proteção
Solda (metal depositado)
Metal de Base
Eletrodo
Poça de fusão
Alimentação de arame
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.
FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS
Pode ser utilizada em ampla faixa de espessura e metais ferrosos e não ferrosos.
MAG – Utilizado em materiais ferrosos (CO2 ou misturas destes). Gases Ativos
MIG – Ferrosos como não ferrosos (cobre, magnésio, alumínio)
e usa gases inertes.
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
Corrente de Soldagem
Curto-circuito Globular Spray
Short Circuit Transfer
Globular Transfer
Spray Transfer
FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS
O modo de ocorrência afeta características do processo
• Estabilidade do arco,
• Quantidade de gases (H2,O2, N2, absorvida pelo metal fundido
• Aplicabilidade do processo em algumas posições de soldagem
• Quantidade de respingos.
Veremos agora cada um destes processos:
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.
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.
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
FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS
Globular
Este processo normalmente fica limitado a posição plana
Processo normalmente evitado por ser imprevisível.
FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS
Spray
Gotas metálicas sofrem ações de várias forças eletromagnéticas sobrepondo à força gravitacional. Para que esse processo ocorra é necessária
elevadas taxas de corrente.
Spray
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).
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
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.
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.
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.
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:
FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS
Controlada
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
Tipo de transferência metálica
Gás de proteção
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
argônio e misturas ricas
em argônio
plana/horizontal 1,8 1,8 boa
Arco pulsado argônio e misturas ricas
em argônio
todas 1,2 - 1,6 1,2 - 1,6 boa
FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS
Controlada
(1) Valores relativos à transferência por curto-circuito.
FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS
MIG-MAG possui a característica de tensão constante formando um conjunto com a máquina de alimentação de arame de velocidade constante.
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.
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.
EQUIPAMENTOS
Composto por
Fonte de Energia
Alimentador de Arame
Tocha e Soldagem
Sistema de Gás protetor
Acessórios
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.
EQUIPAMENTOS
Fonte de Energia 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.
EQUIPAMENTOS
Fonte de Energia Velocidade de fusão aproximadamente constante, velocidade do arame variável, mantem o comprimento do arco estável.
EQUIPAMENTOS
Fonte de Energia
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?
EQUIPAMENTOS
Fonte de Energia
Calcule o ciclo de trabalho para mesmo equipamento em uma faixa de soldagem de 400A (àmperes).
EQUIPAMENTOS
Alimentador de Arame Velocidade de fusão aproximadamente constante, velocidade do arame variável, mantem o comprimento do arco estável.
• 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)
EQUIPAMENTOS
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
EQUIPAMENTOS
As vantagens do uso de gases ativos são: • Baixo custo; • Maior estabilidade do arco; • Maior velocidade de soldagem; • Maior penetração.
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
• Limpeza mínima após solda (MAG)
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
VANTAGENS X DESVANTAGENS
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.
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
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.
FCAW (Flux-Cored Arc Welding)
Esse processo permite uma maior taxa deposição, podendo ser adicionado ao revestimento partículas metálicas.
FCAW (Flux-Cored Arc Welding)
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