Apresentação do processo Mig Mag

Está apresentação foi feita por Jeferson Paulo da Silva – Técnico de Soldagem CREA : 0000101981 TD / Inspetor de Soldagem nível 1 FBTS

A finalidade é didática e para complemento de literaturas relativas aos Processos cobertos pela apresentação e não tem objetivo de certificação ou formação.

É proibida a distribuição ou cópia, exceto para o fim citado, e com conhecimento do autor. A extração de imagens somente poderá ser feita com citação da origem, devido direitos autorais.

O que temos Beatles tema ver com Solda ?Nada. Somenteporque foramos melhores naquiloque se propuseramfazer.

Processos de Soldagem

MIG – MAG – ARAME TUBULAR – ARAME ALMA METÁLICA – Realidade dos Processos.

Autor : Jeferson Paulo da SilvaTecnico de Soldagem CREA : 101981 TDInspetor de Soldagem N1Tel. ( 92 ) 8150 - 5044Fax. ( 92 ) 3611 - 2047E-mail = jefersoniprb@hotmail.comE-mail = jp.jeferson@gmail.comManaus - AM

Processos de Soldagem a ArcoSemi-Automático – com Arames

• Processos Usuais de Soldagem SEMI-AUTOMÁTICA ( com Arames ) Manual – Mecanizada e Robotizada

• Características / Vantagens / Desvantagens e Benefícios

• Razão de Depósito - Eficiência dos Processos - Fator de Operação

• Composição dos Equipamentos para Soldagem com Arames

• Diferenças entre as Tecnologias e Recursos dos Equipamentos

• Custos - Qualidade - Consumo de Energia Elétrica

• Definindo o Processo em função da Aplicação – Gases - Arames

• Comparativos entre os Processos – Qualidade – Variáveis Operacionais Físicas – Elétricas – Técnicas de Soldagem - Equipamentos

Preparação da Junta Sequência de Passes, Requisitos ?

Nosso Objetivo!

Resultado – Permitir o uso dos Processos no Potencial que cada um oferece !

Sabemos que SOLDAR é uma arte e exige além de ótimo preparo físico muita acrobacia.Mas acima de tudo deve-se conhecer as possibilidades de cada processo.

Existem diversos caminhos para se definir o(s) Processo(s) de Solda.Uma das maiores dificuldades é a falta de informação ou desconhecimentorelativos aos processos usuais.Em virtude destes e muitos outros fatos, sugerimos uma sequência na qual são analisadas o máximo de variáveis envolvidas relativas aos processosaqui mencionados e aplicáveis a outros com Soldagem a Arco Elétrico.

Quem participa das definições ? Projetos

Engenharia de ProdutoEngenharia Industrial

ProduçãoManutenção

SOLDADOR – Orientado corretamente !

• Treinamento,• Disponibilidade deproduto,• Meio Ambiente,• Qualidade,• Certificação,• Homologação,• Documentação,

• Consumíveis de procedência segura, comCertificados eEquipamentos com Qualidade

Profissional Qualificadorepresenta Qualidade e

Produtividade !Com as Ferramentas Corretas !

Fundamental

Todas soldas exigem qualidade e aliados a habilidade dos Profissionais Soldadores devemos ter os melhores Equipamentos e Consumíveis.Fundamental também é saber aplica-los corretamente de maneira a se obter a melhor performance dos mesmos e atender as expectativas da empresa e nossa satisfação profissional.

Empresas investem muito em Treinamento e Qualificação do Soldador e muitas vezes entregam ferramentas inadequadas ao mesmo.

Ideal é conhecer as características do produtooferecido/sugerido e tratar o assunto tecnicamente.

Envolver os profissionaisem Soldagem – sempre !

Qual o melhor caminho para Definirmos o Processo de Soldagem ?

Equipamento é selecionado após

definição do Processo !

Antes de mais nada,

É imperativo que se conheça os Processosusuais de Soldagem nas suas:

Interferência nos Resultados . .Não podemos inverter a ordem de

seleção !

ProfissionalFadigaCondições FísicasEmocionalInstalaçõesEquipamentoConsumíveisDesconhecimentoAmbienteProduto

ProfissionalSistemaInstalaçõesEquipamentoConsumíveisDesconhecimentoProgramaProdutoManutenção etc,…

Manual Mecanizada / Robô

Saber as Interferências – Antes e Após Soldagem . . .

Definição e preparação da Junta é importante uma vez que poderá influenciar na Qualidade, Produtividade e uso doprocesso mais adequado. Compromete Custos e Cronograma de Trabalho.Sempre considerar, se após a preparação da junta será necessário esmerilamento, Limpeza, Remoção de Óxidos,retrabalho, etc.

Interferências – Antes e Após Soldagem . . .

Limpeza – Preparação – Pré-Montagem – Ponteamento –Tipo de Junta – Posição de Soldagem – Ambiente –Respingos – Distorção – Tratamento Térmico - Qualidade

Portanto, é a

APLICAÇÃO que define

Com o objetivo de atender as necessidades do Produto e da APLICAÇÃO em :

A soldagem exige conhecimento – Teórico e Prático –bom senso, criatividade e informações que possamalimentar a sua necessidade com dados suficientespara decidir. É simples. Nós é que confundimos tudo !

Vamos reveralguns conceitos

sobre o que é Solda.

Isto pode ajudar !

O QUE É SOLDA ?Arco Elétrico

O QUE É SOLDA ?Arco Elétrico

Processo de Fusão do Metal, decorrente daaplicação de Calor Gerado pelo Arco Elétricocom conseqüente alteração nas Propriedades Mecânica, Química e Metalúrgica nas áreas atingidas diretamente e/ou afetadas pelo Calor e Ciclo Térmico.

EFEITOS = VOLTS + CORRENTE + Depósito + Tempo Tempo é Velocidade com que se executa a solda !

O QUE É SOLDA !Arco Elétrico

Metal Base

MB + Calor ( + depósito )

MB + Fluxo do Calor = Expansão

MB + Distribuição do Calor

MB + Resfriamento = Solidificação

CONTRAÇÃO !

Nosso objetivo étransferir dadosdos Processosenvolvidos e sendoa Solda um processodinâmico e de transformações a prática faz a diferença.

Esquema Elétrico na SoldagemSemi-Automática ou Automática

Arco

ESO

Bico Contato

Contato

Arame

Fontede

Energia

Cabos

I de Soldagem

V=Vcabos+Vcontato+Veso+Varco

V = queda da Tensão no Sistema

Todos Processos têm pontos vulneráveis !Um destes pontos é o ponto de coletar energia para o Arco

A Solda Semi-Automática foi desenvolvida durante a II Grande Guerra devido a demanda na produção demateriais bélicos e fruto de muita pesquisa e de desenvolvimento do Processo TIG.

• MIG• MAG• TUBULAR com Gás• TUBULAR Auto-Protegido• ALMA Metálica

Tocha

Gás e Regulador

Cabos e Garra

Fonte

Cabeçote

Refrigeração e Mangueiras

PROCESSOS = MIG – MAG – TUBULAR – ALMA METÁLICA

Composição do Sistema

BásicoFonte de Energia

Alimentador do Arame

Gás de proteção Se necessário

Consumíveis Arames Regulador

de Vazão do Gás

Tocha Seca ou Refrigerada

ArameTUBULAR

Arames

SÓLIDO eALMAMETÁLICACom proteçãoGasosa.

O EQUIPAMENTO UTILIZADO É COMUM AOS PROCESSOS

Denominados ; AUTO-PROTEGIDOou com PROTEÇÃOGASOSA.

Histórico dos Processos !

• Eletrodo Revestido 1907

• Arame Sólido 1948

• Arame Tubular (Gás) 1957

• Arame Tubular (Sem Gás) 1957

• Arame Tubular (Todas Posições) 1972

• Arame Alma Metálica 1973

• A5.9 - Inoxidável

• A5.18 - Baixo Carbono • A5.28 - Baixa Liga

• A5.20 - Baixo Carbono • A5.29 - Baixa Liga • A5.22 - Inoxidável

• A5.17 - Baixo Carbono • A5.23 - Baixa Liga

Conhecer e entender as Normas de Classificação dos Consumíveis é fundamental.Sempre solicite o Certificado de Propriedades do(s) consumíveis que utiliza, segundo a AWS ou ASME

SAW

GMAW

FCAW

Exemplo - CLASSIFICAÇÃO AWS A5.20Arames Tubular com Gás e Auto-Protegido

E X X T - X M J HZ

4, 8,16

Impacto

20 Ft/Lbs. @ -40º FGás Mistura

Aplicabilidade1 a 14G - N.E.S = Passe Simples

Arame Tubular

Eletrodo

Res.Tração mínima

6 = 60,0007 = 70,000psi

Posiçãode Soldagem

0 = Plana e Horizontal1 = Todas Posições

E70T-1 H4E71T-1MJ H8EXEMPLO:

AWS A5.20AWS A5.20

I. Tipo de Escórias1. BÁSICA2. RÚTILO (ACIDA)

II. 1. Gás de Proteção

1. CO2

MISTURA2. AUTO-PROTEGIDO

III.1. PASSE SIMPLES2. MÚLTIPLO PASSE

Aços Carbono, Aços Inoxidáveis, Alumínio e suas Ligas,Cobre e suas Ligas, MIG Brasagem.

Passe de Raiz ( cuidado )PonteamentoChapas Finase Grossas

Tendência aFalta de Fusão em chapas acima de 6 mmem Curto Circuito

Desempenho dependedo Tipo de Gás,Equipamento, Soldador,Parâmetros e Transferência.

Imagem cedida por ESAB-USA

Processo MIG / MAG

as

etal

arc

elding

ETAL

NERT

AS

Soldagem a Arco Metálico e Gás de Proteção

segundo AWS - American Welding SocietyETAL

CTIVE

AS

Vantagens . . .

Elevada Produtividade

Ótima Qualidade

Manual - Mecanizada - Robotizada

Baixo Volume de Fumos

Soldagem em todas as posições

Soldagem de Chapas Finas - Curto Circuito

Aporte do Calor Controlável - Curto Circuito

Desvantagens . . .

Tendência a Falta de Fusão com Arame Sólido

Número de Variáveis Controladas

Nível de Respingos *

* Equipamentos, Gases e Treinamentotêm contornado as dificuldades usuaisdo Processo

O Alma Metálica supera estas desvantagens

Por que . . .

ArgônioHélioMistura - Argônio + Hélio

• CO2

• Argônio + CO2

• Argônio + O2

• Argônio + CO2 + CO2

Misturas são balanceadas conforme a Aplicação, Tipo de Arame, Transferência, Propriedades do Metal de Solda

I significa gás Inerte

A significa gás Ativo

Arames . . .

Sólido e Ligas Leves

Alma Metálica ( Tubular )

ARAME TUBULAR DE ALMA METÁLICA ( Metal Cored )considerado como MAG pela AWS/ASME devido ter ascaracterísticas principais do processo MAG ( GMAW ) apesar de fisicamente ser similar ao Arame Tubular.

ARAME ALMA METÁLICAArame Sólido Moido ( ilustrativo ) – Ligas Metálicas– Desoxidantes, Elementos Estabilizantes, entre outroselementos específicos para atender os Requisitos do Processo.

ARAME ALMA METÁLICA

ARAME SÓLIDO

Arame Alma Metálica – GMAW-MC

Arame sob forma Tubular cujo núcleo é preenchido em quase sua totalidade com Pó de Ferro e elementos estabilizadores, desoxidantes, entre outros.

Normas o tratam como COMPOSITE ( Composto ) pois apresenta características do Arame Tubular e do Arame Sólido.

Não Gera Escória sobre o Cordão de Solda !

Mínimo de Respingos !

Gases . . .

Os gases têm muita influêncianos Processos MIG e MAG.Alteram, principalmente, o mododo metal se transferir através dacoluna do arco.Por exemplo, um determinado tipode gás pode significar redução de respingos mas pode levara falta de fusão na solda.

Gases . . .

CO2 puro ou Ar + Mín. 20% Co2Curto - Circuito

Globular

Spray

Argônio + Máx. 12% CO2 / 98% Ar + 2% O2Pulsado

Misturas dependem do tipo de Arame e Metal Base

CO2 puro ou Ar + Máx. 20% Co2

Argônio + Máx. 12% CO2 / 98% Ar + 2% O2

Influência Direta no Tipo de Transferência do Metal

Importante saber influênciaspois pode ser decisivo no usodo processo nas soldas fora deposição e produtividade.

Transferências do Metal MAG

Dependentes do :GásVelocidade do Arame ( Corrente )Tensão do ArcoStickout Curva Estática da Fonte de EnergiaResistência no CircuitoResposta Dinâmica da Fonte de EnergiaComposição Química do Arame

Curto Circuito

Pulsado

Globular

Spray

Transferências e Razão de DepósitoNa Soldagem MAG

Volt

s

Velocidade do Arame

CurtoCircuito

Globular

Spray

A transferência Pulsadase localiza em toda faixapois irá depender daVelocidade do Arame masmantêm a Transferência.

Transferência Pulsada Variáveis do Pulso ( transferência da Gota )

Na transferência pulsada, o Metal de Solda é transferido pela coluna do arco e controlado pelo Equipamento de Solda. Caracteriza-se por um Arco Spray mas permite seu uso em soldas fora de posição. É apenas mais uma opção do Processo.

Sim, tambémaplicável comArame AlmaMetálica.

Pulsado as Vantagens . . .

Elevada Produtividade - Superior ao Curto Circuito e Inferior ao Spray

Ótima Qualidade / Baixo Volume de Respingos

Manual - Mecanizada - Robotizada

Baixíssimo Volume de Fumos / Ótimo Aspectodo Cordão

Aporte do Calor Controlável - pelo Equipamento+ variáveis operacionais

Soldagem em todas as posições

Pulsado Desvantagens . . .

Aquecimento do Metal Base em ChapasFinas Causa DISTORÇÃO

Soldador Necessita de + Treinamento

Falta de Fusão - caso não se orienteo usuário e se utilize o Gás correto

Cuidado com “ ISENTO DE RESPINGOS “

Calor do Arco e emissão de Raios UV

Diferença no perfil do cordão de solda

SÓLIDO ALMA METÁLICA

Arame SólidoTendência a Falta de Fusão

Arco Spray

Perfil típico do Arame Alma Metálica

Imagem Filarc

Alma Metálica X SólidoTransferência Spray

ArameSólido

ArameTubular e

AM

Verifique a Fusão Lateral

ALMA METÁLICA

SÓLIDO

30% maior

Arame Alma Metálica X Sólido

Arame Alma Metálica é superior ao Sólido em todos os aspectos.

Porque o Arame Alma Metálicaproporciona maior Razão de Depósito.

No Arame Sólido, a

Corrente passa através de toda

seção transversal do mesmo.

Maior área d1

Densidade da

Corrente

Ampères=

No Arame AM, a Corrente passa

somente através da seção

tubular do arame.

Menor Área

3.14 * ( d1 2 ) / 4

Ampères=

3.14 * ( d1 2 - d2

2 ) / 4

d1

d2

Arame

Núcleo de Pó

Portanto, para um equivalente valor ajustado da Corrente, com o Arame AM, obtem-se Maior Densidade da Corrente = Maior

Razão de Depósito

d1

Densidade da

Corrente

Trefila DiâmetroFinal

Adição do Pó

Reservatório

Pós Metálicos

Fechamento

MatrizesConformação

Fita LaminadaAço ou Inox

COMO SÃO FABRICADOS ( Tipo de Topo )

A Fita é de Chapa Laminada e cortadaem Tiras ou de Arame Sólido Laminado.

Sem Costura SobrepostoTopo( e cobreado )

Após conformação, fechamento e trefila

ARAME TUBULAR

Elementos formadores de Escória. Estabilizantes,Desoxidantes, Ligas Metálicas, Óxidos, Rutilo,entre outros elementos específicos para atender Requisitos do Processo Arame Tubular

ARAME TUBULAR

Gás(Opciona

l)Poça de Fusão

Metal de Solda

Solidificado Poça de

FusãoEscória

Direçãoda Solda

Bocal(Opcional

)

ArameTubular

Arco

Pós Metálicos, Ligas, Desoxidantes,

Materiais fomadores de Escória e Gases/Vapor,

etc.

Bico de Contato

Gás de Proteção Gerado por Elementos do Núcleo

Arco Elétrico

Metal Solidificado

Poça de Fusão

Escória LíquidaEscória

Solidificada

ARAME TUBULAR AUTO-PROTEGIDO

Metal de Base

ARAME TUBULAR AUTO-PROTEGIDO(FCAW-SS)

Um variação do Arame Tubular cuja proteção é obtida exclusivamente pela formação de escória e de gases provenientes da queima dos elementos no interior do arame.

Forma Escória sobre o Cordão de Solda !

Particularidades do Tubular Auto-Protegido

( Principal Seguimento – OBRAS NO CAMPO )

• Produtividade Limitada frente aos Arames com Gás

• Fumos Excessivos - Contaminação - Poluição

• Dependendo da Classe, exige Equipamento Especial

• Dependendo da Classe, exige muito Treinamento

• Nível de Respingo Elevado em alguns tipos

• Dependendo da Classe altera propriedades com a Tensão do Arco / Stickout / Espessura do Cordão

• Principal Característica - Operação ao Ar Livre

• Bastante utilizado em Plataformas de Petróleo, Estaleiros e Linhas de Dutos API X45 até X80

Metal Solidificado Escória, Metal de Base e Arame Líquidos

Poça de Fusão

Escória SolidificadaSomente no

Tubular

BocalArame Tubular ( Alma Metálica )com Proteção GasosaPós Metálicos,

Ligas, Fomadores de Escória

Desoxidantes, etc.

Arco Elétrico

Metal de Base

Gás de Proteção

Bico de

Contato

O uso dos Arames Tubular ou Alma Metálica, quando aplicáveis, possibilita expressiva Redução de Custo e Aumento na Produtividade.

Lembre-se :

Sempre com Qualidade !

Fato ! Arames Tubular e de Alma Metálica

Nos últimos 10 anos têm tido um crescimento linear mas em algumas áreas tem tido um crescimento rápido em relação ao MIG/MAG tradicional e o Eletrodo Revestido.

Crescimento mais notável nos Estaleiros, Offshore, Robôs.

Nos Estaleiros, responde por 80% dos Processos envolvidos.

Em Offshore responde por 70% dos Processos.

• Crescimento em função de :

• Soldagem em todas as posições

• Consistência da Qualidade

• Propriedades Excelentes e Constantes

• Facilidade no uso permite fácil aceitação pelos Soldadores

• Maior tolerância ao Revestimento de Chapas nos Estaleiros

• Excelente Soldabilidade / Penetração / Fusão / Deposição

• AM - Nível de Fumos do Sólido com Qualidades do Tubular

ArameTUBULAR Arame

ALMAMETÁLICA

NÃO FORMA ESCÓRIASomente ( ou quase nada )ilhas de Óxidos de Si e Mn

FORMA ESCÓRIA TipoÁCIDA - BÁSICARUTILO ( Semi-Básica )

O tipo de escóriadetermina a aplicabilidadee o gás a ser utilizado ( se necessário )

Tipo e Ajuste das Roldanas Comprimento do Stickout Relação de VAA / Corrente Tensão do Arco Tipo de Gás e Vazão Angulo da Tocha Velocidade de Soldagem Transferência metálica Indutância Curva Estática da Fonte ( V/A ) Composição Química do Arame Pré e pós vazão do gás Posição de Soldagem Polaridade

PolaridadeUsualmente usa-se PolaridadeInversa ( Arame no Positivo da Fonte )mas a maioria dos Arames TubularesAuto-Protegidos usam Polarida Direta( Arame no Negativo da Fonte )

ARAME TUBULARAuto-Protegido

Verifique a Norma.Consulte o fabricante.

VAZÃO DO GÁS VAZÃO DO GÁS

O Gás tem como função principal, proteger o Arame e a Poça

de Fusão dos gases da atmosfera ( Oxigênio, Hidrogênio ).

A vazão ( em Litros/minuto ) é definida pelo fabricante do

arame ou

níveis da Corrente e Tensão do Arco.

Pré e Pós vazão do gássão importantes paraproteger a região da solda e facilita a abertura do arco

Vazão excessiva causaturbulência no arco earrasta gases da atmosfera contaminado o metal de solda.

A velocidade ideal é quando a ponta do arame se

encontra o mais próximo da borda da Poça de Fusão.

Não permita que a Poça de Fusão passe a frente do

Arco principalmente nos processos que geram

Escória.

Efeitos da Velocidade de Soldagem

150 cm/min 40 cm/min 75 cm/min

6 mm-Diâ. , 850 Amps, 34 Volts

Tensão ( Volts )

Na soldagem, existem 2 termos para Tensão : Tensão em Vazio Quando a Fonte está com a

Saida energizada mas sem carga ( arame não tocou na peça)

Tensão no Arco Quando se abre o arco (Arame encosta na peça )

Comprimento do Arco

Efeitos da Corrente

Uma vez que a velocidade do arame é proporcional a correnteO efeito imediato é o aumento da penetração.A Velocidade do Arame é responsável pela Razão de Depósito.

+ Arame= maisdepósitode material

Stickout : é uma variável de extrema importância na Soldagem com Aramee deve ser respeitado conforme instruções do fabricante do arame e parao tipo de transferência objetivado quando se usa arame sólido. O STICKOUT É UMA RESISTÊNCIA NO CIRCUITO DE SOLDAGEM !

Bico deContato

Arame

Bocal

Comprimento =

Metal de Base

Comprimento do Stickout

Muito curto

Normal

Muito longo

Curto CircuitoUse 10 vezes0 Diâmetro do arame.Use o Bico paraleloao Bocal ou até3 mm para fora.

SprayUse 15 vezes0 Diâmetro do arame.Use o Bico recuadono Bocal até 3 mm

O mesmo para pulsado

Tubular – siga as recomendaçõesdo fabricante do arame.

Sentido Empurrando

Cordão mais largo e menor Penetração

Sentido Puxando

Cordão mais estreito e maior Penetração

É um ajuste localizado na Fonte de Energia e tem maior influênciaquando se solda em Transferência Curto Circuito.Pode ajudar nas outras transferências no momento de se abrir oarco otimizando a abertura do mesmo. Muitos equipamentos têm a Indutância incorporada mas é só enfeite.

Tem influência direta no arco

O procedimento de soldageme a técnica/manuseio da tochasão diferentes para cada umadas posições de soldagem. TREINAMENTO !

Portanto, a Solução é . . .

Técnica

não

Econômica

Lula apóia nossos esforços e objetivos !

Cuidado na Compra !

Ao adquirirmos um bem procuramos por :- Conforto – Segurança – Qualidade e Garantia – Custo/Benefício – Certeza de um Bom Investimento – Garantia de Pós-Venda – Que o produto atenda nossas expectativas.

Portanto Atenção :

- Não compre preço pois levamos para casa o que negociamos !

Garantia e Experiência é Sinônimo de Qualidade !

Vimos que uma vez que é a APLICAÇÃO que define

temos que conhecer as variáveis operacionais e técnicas de soldagem que dependendo do Processo, habilidade do Soldador, composição do Sistema e outros fatores externos, podem obter resultados diferentes para uma mesma aplicação.Todos Processos possuem VANTAGENS e DESVANTAGENS

Qualidade e Recursos do Equipamento são fundamentaise somam-se às Qualidades do Consumível e utilização correta de cada Processo. TREINAMENTO SEMPRE !

Dúvidas e Considerações

Lembre-se - Tem gente que gosta de ser enganado !

Jeferson Paulo da SilvaTecnico de Soldagem Crea: 101981TD Inspetor de Soldagem Nivel 1 Tel. ( 92 ) 8150 - 5044Fax. ( 92 ) 3611 - 2047E-mail = jefersoniprb@hotmail.comE-mail = jp.jeferson@gmail.comManaus - AM

Contrate: Técnico de SoldagemCrea : 000101981 TD

ComprometimentoServiçoSuporte

Sempre preocupadosem excederno atendimentoàs expectativasdos Clientes.

OB

RIG

AD

O !