Na Soldagem a Arco Voltaico Com Arame Tubular

8/18/2019 Na Soldagem a Arco Voltaico Com Arame Tubular

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INSTITUTO DE EDUCAÇÃ

PERMANENTE DA AMAZONIA – IEPAM

DISCIPLINA: PROCESSOS DE SOLDAEM

PROFESSOR: RODRIGO ALGUSTO

PROCESSO DE SOLDAGEM COM ADIÇÃO DE

ARAME FRIO COLD WIRE

ALUNAS: DEYSIANE GOMES NERY

BARCARENA2015



1. INTRODUÇÃO

O trabalho a ser apresentado e um resumo de trabalhos prévios e relativos à adição de

arame frio no processo MIG/MAG. O desenvolvimento ou apenas o aperfeiçoamento de

técnicas j e!istentes de solda"em de li"as de aço para a aplicação na fabricação e

manutenção de produtos da ind#stria naval tornam$se cada ve% mais evidentes visando

"arantir uma maior produtividade com melhoria na relação custo/benef&cio' asse"urando na

junta soldada a continuidade das propriedades f&sicas e (u&micas' acabamento e (ualidade.

)*+I,O-O' et al...01

2entre as poss&veis vanta"ens da solda"em com arame frio sobre outros processosditos concorrentes como' por e!emplo' sobre o GMA3 e 45A3' tem$se (ue a solda"em

com uma corrente e(uivalente ou superior possa possibilitar a obtenção de cord6es com

maior lar"ura' menor penetração e melhor controle da poça de fusão mantendo' ainda' as

altas velocidades de solda"em )produção1. O bai!o custo do e(uipamento' a facilidade de

ade(uação às condiç6es de trabalho' são apontados como fatores preponderantes sobre a

solda"em 45A3 e GMA3. 5om relação à solda"em ao arco submerso' a técnica de

solda"em em desenvolvimento apresenta a facilidade de manipulação da tocha' aus7ncia deflu!os s8lidos )manuseio' conservação e recuperação1' solda"em em todas as posiç6es e

redução de ener"ia de solda"em. )9A::O;O )<1.



2. DESENVOLVIMENTO

2.1 ARAME FRIO COLD WIRE!

O arame frio e um consum&vel não ener"i%ado responsvel pela adição suplementar de

massa metlica na composição de metal de solda. -rata$se de um arame solido de aço

carbono com man"an7s e sil&cio' cobreado' destinado a solda"em MIG/MAG e -IG'

"eralmente para a solda"em de aço não li"ados tais como' os aços estruturais para

construção em "eral' com tensão de ruptura m&nima de => M*a' aços ao carbono

man"an7s com limite de escoamento de ? M*a. )9A::O;O' <1.

@o processo de solda"em o arame é alimentado automaticamente por um conjunto bobina

e tracionador de arame. *or esse motivo o processo é dito automtico' a denominação

Arame 4rioB em in"l7s 5old 3ireB' dada ao processo MIG/MAG e -IG com

alimentação automtica de arame' se deve ao fato de (ue o arame é alimentado

temperatura ambiente.. a $ Arame 4rio )5old 3ireC1 )2+DGA2O' 1

;endo (ue a velocidade do arame est relacionada' basicamente' com a corrente utili%ada

no arco voltaico. Devantou uma série de correlaç6es entre velocidade do arame' corrente eener"ia do arco voltaico' utili%ando critérios de estabilidade para a transfer7ncia metlica

de arame frio para os processos MIG/MAG e -IG. )2+DGA2O' <1

+m seu trabalho' o arame foi direcionado para a base do arco voltaico e em contato com a

poça de fusão. 5ritérios foram estabelecidos para definir a ta!a 8tima de alimentação de

arame em função da corrente imposta ao arco voltaico. Euando o arame é fundido de

forma cont&nua e transferido para a poça' sem interrupç6es' por efeito da tensão superficial'

se considera (ue a ta!a de alimentação est otimi%ada em relação à corrente utili%ada. Fm

indicativo de tal estabilidade é o oscilo"rama de tensão do arcos MIG/MAG e -IG' (ue se

mostra estvel (uando a velocidade do arame atin"e um valor ideal para uma determinada

corrente. )2+DGA2O <1

A fi"ura mostra um e!emplo de oscilo"rama de tensão para uma ta!a 8tima de alimentação

de arame



Euando o arame é alimentado com velocidades muito bai!as' nota$se um ru&do sonorocaracter&stico da instabilidade do arco voltaico e percebe$se visualmente (ue o arame não

flui continuamente até a poça de fusão. @esta condição' o oscilo"rama de tensão )fi". ?.<1

mostra sucessivas (uedas repentinas da tensão' abai!o do valor médio' numa fre(7ncia

(ue muito provavelmente seja a de formação das "otas' decorrentes da fusão do arame

numa condição de elevado n&vel relativo de ener"ia' com pouco arame fundido.

)2+DGA2O <1

Euando o arame é alimentado com velocidades bastante superiores à velocidade ideal'

observam$se nitidamente fre(entes impactos do arame' ainda no estado s8lido' com a

peça. Isto se tradu% em se"uidos trancamentos do arame' ocasionando a interrupção da

operação devido ao enrolamento do arame dentro do cabeçote alimentador. oscilo"rama

da tensão também é um indicador desta instabilidade do processo )4i". ?.H1. @este

oscilo"rama' cada ve% (ue o arame entra em contato com a peça' h uma redução no valor



da tensão do arco' como conse(7ncia da diminuição de seu comprimento' j (ue o arame

passa a ser uma e!tensão do anodo )2+DGA2O <1

+mbora e!ista uma velocidade ideal para a alimentação do arame em determinadas

condiç6es de solda"em' pe(uenas variaç6es em torno deste valor' dito como ideal' não

comprometem si"nificativamente a (ualidade dos resultados alcançados. +sta fai!a estreita

define uma re"ião recomendada para a operação ade(uada do processo' sem uma

si"nificativa (ueda da (ualidade desejada para o cordão de solda. também fe% estudos

comparativos sobre a ta!a de deposição de material confrontando o -IG com alimentação

automtica de arame e o processo )2+DGA2O <1

+m contrapartida' comparando$se os resultados de ensaios obtidos pelo processo

MIG/MAG na mesma pot7ncia do arco do processo -IG com alimentação automtica de

arame' não é detectada diferença si"nificativa entre as velocidades de alimentação de

arame dos dois processos' mostrando (ue para pot7ncias mais bai!as do arco voltaico o



processo -IG com alimentação automtica de arame possui ta!as de deposição

comparveis ao processo MIG/MAG' conforme mostra o "rfico da fi"ura ?..

MIG/MAG.

Ftili%ando a corrente como parJmetro comparativo entre as ta!as de alimentação de arame'

atin"idas com a utili%ação dos dois processos' nota$se (ue o -IG apresenta menor ta!a de

deposição de material do (ue o processo MIG' como pode ser visto no "rfico da fi"ura?.K. +letrodo tubular continuo e do metal de base no local de deposição )MO2+@+;I e

MA:EF+;' <1

5omo foi apresentado na introdução' uma caracter&stica (ue re"e o processo e a relação

entre o consumo de corrente imposta desi"nada como ta!a de fusão. A influ7ncia da

corrente além de definir a (uantidade de material depositado ou a velocidade do arame

)La1' ela determina o modo como (ue se transfere o metal li(uido a poça. @a proteção

majoritria do ar"nio )ArNKde 5OP1 de forma simples podem ser caracteri%ados tr7s

modos de transfer7ncias' curto circuito' "lobular e "lobular a!ial. +sses tr7s tipos de

transfer7ncia tem relação com as forças (ue intera"em na formação e no destacamento das

"otas metlicas formadas nas e!tremidades do eletrodo. As duas principais forças (ue

comandam a transfer7ncia são a tensão superficial e as forças de Dorent% )depende da

corrente1 como sua componente a!ial.

ADIÇÃO AUTOM"TICA DE ARAME



A adição automtica de arame é uma alternativa melhor (uando se deseja aliar (ualidade e

ta!a de produção nos processos -IG e *DA;MA. @esta situação' é adicionado material na

forma de arame bobinado' em muitos casos' o mesmo utili%ado no processo MIG/MAG.

arame é movimentado até a tocha de solda"em Através de um cabeçote tracionador' de

forma cont&nua com velocidade controlada. Ao che"ar na pistola de solda"em' o arame é

condu%ido ao arco voltaico através de um sistema direcionador

nos processos MIG/MAG e -IG e *DA;MA' denominadosQ 5old 3ireB )Arame 4rio1 e

Rot 3ireB)Arame *ré$a(uecido1

;OD2AG+M

A solda"em classicamente definida como processo de união de peças. Atualmente' o termo

é também usado para determinar diversas atividades como na recuperação de peças des"astadas e

em revestimentos especiais. A definição técnica dada pela a A3; )apud Mar(ues et al' =1 éQ

*rocesso de união de materiais baseado no estabelecimento de forças deli"ação (u&mica de nature%a similar às atuantes no interior dos pr8priosmateriais' na re"ião de li"ação entre os materiais (ue estão sendo

unidos.B

Autores definem a solda"em por ser a operação técnica para a obtenção da união de materiais de

duas ou mais partes devem certificar a se"uridade e continuidade das propriedades (u&micas e

f&sicas' acabamento e (ualidade do processoS os (uais devem ser validados se"undo especificaç6es.

As definiç6es resumem a necessidade de unir peças de diversos materiais' respeitando suas

necessidades' propriedades' e especificaç6es a fim de obter a se"uridade e (ualidade do processo.



GMAW

O GMA3 tradicional no 9rasil como processo MIG/MAG' é a solda"em a arco com

proteção "asosa em (ue a união de peças metlicas por coalescimento é produ%ida pelo

a(uecimento destas com um arco elétrico estabelecido entre um arame )consum&vel1

continuamente alimentado e a peça de trabalho )metal de base1. O es(uema do processo de

solda"em é apresentado na 4i"ura .0. A proteção do arco e da re"ião da solda contra contaminação

pela atmosfera é feita por "s ou mistura de "ases' (ue podem ser inertes ou ativos. A desi"nação

MIG $ em in"l7s si"nifica Metal Inert GasB$ (uando a proteção usada é inerte ou rica em "ases

inertes' e o MAG T em in"l7s Metal Active GasB $ para a proteção ativa ou contém misturas ricas

desses "ases )9:A5A:+@;+' >1.

Esquema representativo do processo de soldagem GMAW Convencional. Fonte: Cruz Jr e Cabral,!!".#

*:O5+;;O MIG/MAG 5OM A2IUVO 2+ A:AM+

Ainda é escassa a informação sobre adição de arame ao processo MIG/MAG.

Majoritariamente o "rupo de estudos em tecnolo"ia da solda"em )G+-;olda1 da

Fniversidade 4ederal do *ar )F4*A1 desde o ano de = tem apresentado al"uns

1



trabalhos'entre dissertaç6es' -55s' e distintos arti"os sobre inserção de arame frio no

processo MIG/MAG convencional.

+!istem duas variaç6es bsica do processo arame tubularQ numa a proteção é "erada pelo

pr8prio flu!o contido no eletrodo );olda"em com arame tubular autoprote"ido1 e outra

onde a proteção é complementada por uma nuvem de "s e!terno' "eralmente o 5OP.

Fma das caracter&sticas dos eletrodos autoprote"ido é a possibilidade de solda"em com

maiores comprimentos do eletrodo. A e!tensão do eletrodo é o seu comprimento não

fundido medido da sa&da do tubo de contato até à sua e!tremidade livre na ponta do arco

voltaico' durante a solda"em. 5om o aumento do comprimento do eletrodo' durante a

solda"em ocorre o aumento do efeito joule e' com isto' este é pré$a(uecido diminuindo a

tensão re(uerida do arco. +m al"uns casos' a corrente de solda"em diminui' havendo'

conse(ente redução do calor dispon&vel para fundir o metal de base' resultando assim uma

solda estreita e rasa. Grandes e!tens6es de eletrodo não podem ser i"ualmente aplicadas

para os métodos de solda"em com proteção a "s' devido a efeitos desfavorveis na

proteção )9:A5A:+@;+' 1.

Aumento na e!tensão do eletrodo tende a aumentar a temperatura do eletrodo devido aoefeito Woule. A temperatura do eletrodo afetar a ta!a de deposição e a penetração. Os

fabricantes recomendam a e!tensão de 0 a >K mm para eletrodos com proteção "asosa' e

0 a = mm para eletrodos autoprote"ido' dependendo da aplicação. O processo de

solda"em arame tubular é aplicado na solda"em de diversos materiais como os aços

carbono' bai!a li"a' ino!idveis' na construção de vasos de pressão e tubulaç6es para as

ind#strias (u&micas' petrol&feras e de "eração de ener"ia. @as ind#strias automotivas e de

e(uipamentos pesados' vem sendo usado na fabricação de partes de chassi' ei!odiferencial' camba"em de rodas' componentes de suspensão e outras partes. )4O:-+;'

<1 @este tipo de solda"em podem ser utili%adas fontes de tensão constante ou fonte de

corrente constante. A maior parte das fontes de ener"ia para solda"em 45A3 é semi$

automtica' conforme representado na fi"ura .>' e essas fontes "eralmente usam correntes

abai!o de <A )@A;5IM+@-O' =1.



:epresentação es(uemtica de um e(uipamento semi$automtico para solda"em com

arame tubular.

A solda"em com arame tubular é' normalmente' um processo e!ecutado na versão semi$

automati%ado e basicamente semelhante à solda"em MIG/MAG' no (ue di% respeito ao

e(uipamento e princ&pios de funcionamento. *or outro lado' do ponto de vista metal#r"ico'

o processo arame tubular também apresenta semelhanças a solda"em com eletrodos

revestidos.

Assim' a solda"em com arame tubular se caracteri%a como um processo (ue acumula as

principais vanta"ens da solda"em MIG/MAG como o alto fator de trabalho' a alta ta!a de

deposição e o alto rendimento' (ue ressalta na sua elevada produtividade' e as vanta"ens da

solda"em com eletrodos revestidos com alta versatilidade.

Os arames tubulares apresentam em seu interior um flu!o fus&vel na forma de recheio' este

ser do tipo rut&lico ou bsico. +!iste também o tipo composto' constitu&do por um flu!o de

componentes metlicos.

;ão essas as funç6es bsicas. )4O:-+; <1

• 2eso!idantes e formador de nitretos $ atuam de

forma a combater a ação do hidro"7nio e do

o!i"7nio' diminuindo a possibilidade do sur"imento



de porosidade e fra"ilidade' os deso!idantes mais

utili%ados são man"an7s e sil&cioS• 4ormadores de escoria T 8!idos de clcio' potssio'

sil&cio' ou s8dio são adicionados ao flu!o' tendo

como função a formação de esc8ria protetora da

poça de fusãoS• +stabili%adores de arco T elementos como potssio

e s8dio' são benéficos na obtenção de um arco

suave' redu%indo também a salpica"emS• +lementos de li"a $ as adiç6es de elementos de

li"as podem melhorar propriedades mecJnicas da

junta soldada' tais como resist7ncia' ductilidade'dure%a e tenacidade. Os elementos mais indicados

para se conse"uir isso sãoQ molibd7nio' cromo'

carbono' man"an7s' n&(uel e vandio.• Geradores de "asesQ "eralmente minerais como a

fluorita e o calcrio são adicionados ao flu!o para

se produ%ir uma atmosfera "asosa protetora.



5O@5DF;XO



:+4+:+@5IA;

• Ariana Dobato *+I,O-OS 4abio Gonçalves da ;IDLAS Wunilce 5arla da ;ilva

DO9A-OS +duardo de Ma"alhães 9:AGA. +studo das caracter&sticas econmicas

e "eométricas do processo de solda"em fcaY$cY. )01.• -hia"o da ;ilva 9A::O;O' +studo da solda"em 45A3 com arame frio' -55'

apresentado na Fniversidade 4ederal do *ara F4*A' <.• A3;' American 3eldin" ;ocietZ' 00' 3eldin" Randboo[ T 3eldin"

*rocessesB' vol.S K\ edição' F;A' == p. 9A::O;O' -. ;.' <' +studo da

;olda"em 45A3 com Arame 4rioB. -rabalho de 5onclusão de 5urso T -55'

Fniversidade 4ederal do *ar' *ar.• Dui% 5arlos 2+DGA2O' +studo do desenvolvimento do *rocesso -IG' com

alimentação automtica de arame.2issertação de mestrado' )1• MA:EF+;' *aulo Lillani' MO2+@+;I' *aulo Wosé' 9:A5A:+@5+'A.

EF+I:O]. ;olda"em' 4undamentos e -ecnolo"ia .9elo Rori%onte +ditora da

F4MG =• 9:A@5A:+@;+' Ale!andre Eueiro%. Gs Metal Arc 3eldin" Infosolda

2ispon&vel em RttpQ//YYY.infosolda.com br/arti"os/prosol0K.pdf Ano de >

acesso em 0< de a"osto de <

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