MIG - MAG - FCAW · pulsado misturas ricas em argônio todas 1,2 - 1,6 boa FUNDAMENTOS E CARACTERÍSTICAS Controlada (1) Valores relativos à transferência por curto-circuito

Faculdade Pitágoras – Núcleo de Engenharias

Engenharia Mecânica 8º e 9º Período

Barreiro , Setembro 2016

SOLDAGEM

Mig/Mag (GMAW) FCAW - Aula 05

PROCESSO DE SOLDAGEM MIG/MAG - GMAW

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.


Tocha

Gás de proteção

Solda (metal depositado)

Metal de Base

Eletrodo

Poça de fusão

Alimentação de arame


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.


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.


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


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:


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.


Curto-Circuito

Curto circuito


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.


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


Globular

Este processo normalmente fica limitado a posição plana

Processo normalmente evitado por ser imprevisível.


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


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).



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


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.


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.


Controlada

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


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:


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


Controlada

(1) Valores relativos à transferência por curto-circuito.


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


A polaridade mais utilizada é a CC+


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.


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

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

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.

EQUIPAMENTOS

Gases de Proteção

• 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.

EQUIPAMENTOS

EQUIPAMENTOS

Gases de Proteção

EQUIPAMENTOS

Gases de Proteção

EQUIPAMENTOS

EQUIPAMENTOS

EQUIPAMENTOS

Acessórios

Manômetro

Regulador de pressão com fluxômetro

EQUIPAMENTOS

Acessórios

APLICAÇÃO

Acessórios

APLICAÇÃO

APLICAÇÃO

APLICAÇÃO

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


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.


Esse processo permite uma maior taxa deposição, podendo ser adicionado ao revestimento partículas metálicas.


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