Processo de Soldadura MIG/MAG – 131/135 GMAW · PDF filena de soldadura Processo de Soldadura MIG/MAG IF/Rev. 1. Processo de Soldadura MIG/MAG IF/Rev. 1 (2003-09-03) Processo MIG/MAG

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Direcção de Formação

Italo FernandesItalo Fernandes

Processo de SoldaduraMIG/MAG – 131/135

GMAW

Processos de Soldadura

Processo de Soldadura MIG/MAG – Engenharia – 2 / 117IF/Rev. 1 (2003-09-03)

EWE / IWE – Módulo 1.8

Temas a Tratar - Processos de Soldadura

Fio Sólido com Protecção Gasosa Inerte – MIG – 131

Fio Sólido com Protecção Gasosa Activa – MAG – 135

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EWE / IWE – Módulo 1.8Objectivos

Princípio de Funcionamento

Equipamentos e Acessórios

Aplicações, Vantagens e Desvantagens

Parâmetros (variáveis essenciais) de Soldadura

Modos de Transferência

Consumíveis – Tipos e Cuidados

Tipos de Chanfros/Juntas

Imperfeições Típicas


Processo MIG/MAG – 131/135

Princípio de Funcionamento

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Processo MIG/MAG – 131/135Princípio de Funcionamento (1 de 3)

Processo de Soldadura por Fusão.

A Fusão do material de adição e do material de base é

obtida através do calor desenvolvido por um arco eléctrico.

O Material de Adição é obtido através da utilização de um

consumível do tipo Fio Sólido Continuo.

Tipo de Corrente Eléctrica, Continua: DC(+) / DCEP e AC


Processo MIG/MAG – 131/135Princípio de Funcionamento (2 de 3)

A Protecção do banho em fusão, das gotas de material de adição e do cordão de soldadura é obtida através de uma protecção gasosa

Protecção Inerte – Árgon ou Hélio ou misturas de ambos (mais comum 50% ou 75% de Árgon)

Protecção Activa - CO2 ou misturas Árgon + CO2 5%, 18% ou 20%, ou misturas Árgon + O2 a 5%, ou misturas Árgon + CO2 + O2.

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Processo MIG/MAG – 131/135Princípio de

Funcionamento (Esquema)


Processo MIG/MAG – 131/135MIG – Metal Inert Gas

Utiliza só gases Inertes

Só faz a protecção ao material fundido (banho e metal de adição)

Não Existem Reacções Químicas

Aplicável a não ferrosos (Al e CU) e materiais reactivos (Ti e Nb)

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Processo MIG/MAG – 131/135MAG – Metal Active Gas

Utiliza CO2 e misturas de Gases Inertes e Activos

Faz a protecção ao material fundido (banho e metal de adição)

Provoca Reacções Químicas de Oxi-redução Exotérmicas

Aplicável a Ferrosos


Processo MIG/MAG – 131/135Aplicações Típicas (1 de 2)

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Processo MIG/MAG – 131/135Aplicações Típicas (2 de 2)


Processo MIG/MAG – 131/135Vantagens:

Solda todos os metaisControlo da Penetração RazoávelUsa DC (+) /ACSolda em Todas as PosiçõesFactor de Marcha de 60%Taxa de Depósito entre 1,2 a 1,5 Kg/hAutomatização, Eléctrodo ContínuoBaixos Níveis de Hidrogénio Sem Escória, excepto com CO2

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Processo MIG/MAG – 131/135Desvantagens:

Acessibilidade e MobilidadeFaltas de Fusão/ColagensLimitado a espessuras até 50 mm (devido às colagens)Risco de Inclusões com CO2

Boas Competências do SoldadorGrande sensibilidade às correntes de arCustos dos Gases de Protecção



Fonte de Energia

Alimentador de Fio

Tocha de Soldadura

Garrafa de Gás

Cabo de Energia e Retorno

Alicate/Grampo de Massa

Sistema de Refrigeração

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Fontes de Energia:Tipo Estático:

Convencionais, Inversores ou com Controlo por CPURectificadores debitam corrente DC ou Transformadores/Rectificadores debitam AC

Tipo Rotativo:Geradores debitam corrente DC

Factor de Marcha de 60%Curva Estática Tipo Plano ou Tensão constante

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Processo MIG/MAG – 131/135Fontes de Energia:

Tipo Estático:



Fontes de Energia Convencionais

Controlo dos Parâmetros:

Intensidade ⇒ Velo. de Alimentação de Fio

Voltagem ⇒ Tensão do Arco

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Intensidade ⇒Velocidade de Alimentação de Fio em função do tipo de fio e do diâmetro


Processo MIG/MAG – 131/135Fontes de Energia – Controladas por CPU

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Fontes de Energia

“Sinérgicas”:


Processo MIG/MAG – 131/135Acessórios Instalados nas Fontes

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Processo MIG/MAG – 131/135Curva Característica Estática

Tensão Constante ou Plana



Escorvamento por curto-circuitoSequência de arranque:

- Abertura do Gás- Arranque do alimentador e da passagem da corrente eléctrica.

Sequência de Fecho:- Pára o alimentador- Pára a passagem de corrente (controlo do “burn back”)- Fecho do gás

Arranque e Paragem do Processo:

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Processo MIG/MAG – 131/135Controlo da Estabilidade do Arco-Eléctrico

Obtido através do Efeito de Auto-Regulação ou da Tensão do ArcoEfeito de Auto-Regulação deve-se a:

Alimentador de Velocidade “Fixa”Tipo de curva característica Estática da Fonte, Tensão constanteProcesso em que o efeito da densidade de energia érelevanteEfeito de Joule não desprezável na fusão do fio

2... IlIW βα +=



Controlo do Arco - Efeito de Auto-Regulação

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Controlo do Arco – Através da Tensão do Arco

Controlo pela Tensão do Arco deve-se a:Alimentador de Velocidade “Variável”Tipo de curva característica Estática da Fonte, Intensidade Constante“Dispositivo” electrónico, que mede a tensão do Arco e compara com um valor padrão


Processo MIG/MAG – 131/135Tochas de Soldadura (1 de 3)

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Processo MIG/MAG – 131/135Tochas de Soldadura (2 de 3)



Tochas de Soldadura (3 de 3)

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Processo MIG/MAG – 131/135Alicates de Massa e Massas Rotativas:

Adequados à Intensidade máxima a utilizar



Cabos de Energia, de Retorno e Ligações Rápidas:

Escolha da Secção mínima de Cabo:

Intensidade Máxima a utilizar (diâmetro de eléctrodo e/ou espessura do material a soldar)

Distância máxima entre a fonte e o local de trabalho

Factor de Marcha utilizado

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Processo MIG/MAG – 131/135Cabos de Energia e de Retorno – Considerando

distâncias de 4,5 m (normal de uma bainha):


Com prim ento m áxim o dos Cabos de soldadura (m )

15 25 30 40 50 60 70 80 90 100 Intensidade

Máxim a (A ) Secção m ínim a dos cabos (m m 2)

100 25 25 35 35 35 35 50 50 50 50

150 35 35 50 50 50 50 70 70

200 35 50 50 70 70 70

250 35 50 70 70 70

300 50 70 95 95

350 50 70 95

400 50 70 95

450 70 95

500 70 95

550 95

600 95


Cabos de Energia e de Retorno considerando factor de Marcha a 60%:

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Processo MIG/MAG – 131/135Cabos de Energia, de Retorno e Ligações Rápidas:


Processo MIG/MAG – 131/135Cabos de Alimentação de Energia:

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Processo MIG/MAG – 131/135Cuidados Gerais:

As Linhas de DistribuiLinhas de Distribuiççãoão da energia devem estar balanceadas

A MassaMassa deve estar bem fixa, dimensionada e ter bom contacto

Verificar os apertos, evitar os Pontos QuentesPontos Quentes

Garantir os IsolamentosIsolamentos eléctricos

A TerraTerra por segurança deve existir sempre


Processo MIG/MAG – 131/135Bicos ou Tubos de Contacto

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Processo MIG/MAG – 131/135Bocal


Processo MIG/MAG – 131/135Bocais Especiais

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Processo MIG/MAG – 131/135Bainha


Processo MIG/MAG – 131/135Alimentador

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Sistemas de Roletes e Guias


Processo MIG/MAG – 131/135Roletes

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Sistema de “Puxa”

Sistema de “Puxa/Empurra”

Sistema de “Empurra”Sistema de “Puxa”


Sistema de “Empurra”Sistema de “Puxa”


Sistema de “Empurra”

Processo MIG/MAG – 131/135Sistemas de Alimentação de Fio (1 de 3)



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Processo MIG/MAG – 131/135Refrigeração

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Processo MIG/MAG – 131/135Controlos Remotos


Processo MIG/MAG – 131/135Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais):

Intensidade de Soldadura (corrente) / Velocidade Alimentação de Fio

Tensão Arco Eléctrico (voltagem) /Altura do Arco

Velocidade de Soldadura

Tipo de Eléctrodo e seu Diâmetro

Tipo de Protecção e Caudal

Extensão Livre do Eléctrodo

Inductância

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Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do cordão de soldadura



Terminologia:

Extensão livre do Eléctrodo

Stick Out

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Processo MIG/MAG – 131/135Extensão livre do EléctrodoInfluência no cordão e taxa de depósito


Processo MIG/MAG – 131/135A Inductância como Parâmetro de Soldadura

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Processo MIG/MAG – 131/135A Inductância como Parâmetro de

Soldadura efeito de redução dos salpicos



Consumíveis:Gases de Protecção

Fio Sólido - Diâmetros de 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 e 2,4 mm

Escolha do tipo de consumível depende:Tipo de material a soldarEspessura a soldar

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Processo MIG/MAG – 131/135Gases de Protecção Classificação dos

Gases: EN 439

I – Inertes -Ar ou Ar+He

M1; M2; M3 –Misturas Activas -CO2+O2+Ar / O2+Ar;CO2+Ar / CO2+H2+Ar

C – CO2 ou CO2+O2


Processo MIG/MAG – 131/135Gases de Protecção - Aplicações

I – Inertes: Não Ferrosos, Reactivos e Inox

M1; M2; M3 e C – Misturas Activas e só Activa: Ferrosos e Inox

Chapa fina: CO2+O2+Ar ou CO2+H2+Ar

Inox: CO2+Ar ou O2+Ar

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Processo MIG/MAG – 131/135Gases de Protecção - Morfologia dos Cordões (1 de 5)



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Processo MIG/MAG – 131/135Gases de Protecção - Morfologia dos Cordões

Aço Inoxidável (4 de 5)

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Processo MIG/MAG – 131/135Gases de Protecção - Morfologia dos Cordões

Aço (5 de 5)


Processo MIG/MAG – 131/135Gases de Protecção - Distribuição/Regulação

Sistemas centralizados

Garrafas (150 e 300 bar para Ar)

Caudalimetros

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Processo MIG/MAG – 131/135Gases de Protecção - Caudalimetros

Caudalimetro de Coluna Caudalimetro de “Relógio”

Caudalimetro deVerificação


Processo MIG/MAG – 131/135Fios Consumíveis

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Processo Fio Sólido Protecção Activa - MAG – 135

Classificação dos ConsumíveisNorma AWS A5.18-79 - Aços não Ligados



Classificação dos ConsumíveisNorma AWS A5.18-79 - Aços não Ligados

Fio Classificação

Gás Ruptura (N/mm2)

Cedência (N/mm2)

Enlongamento (%)

Impacto J (ºC)

ER70S-2 CO2 500 420 22 27 (-29) ER70S-3 CO2 500 420 22 27 (-18) ER70S-4 CO2 500 420 22 ---- ER70S-5 CO2 500 420 22 ----

ER70S-6 CO2 500 420 22 27 (-29) ER70S-7 CO2 500 420 22 27 (-29)

ER70S-D2 CO2 500 420 17 27 (-29)

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Código de Identificação - Aço não ligado/Grão FinoEN 440 EN 440 –– G 46 3 M G3Si1G 46 3 M G3Si1

EN 440 – Define a norma aplicável ao consumívelG – Define que é um fio aplicável em MAG46 – Código que define as propriedades mecânicas do metal depositado pelo material de adição (ver tabela)3 – Código que define a temperatura à qual se obtém 47 Joules de energia de impacto (ver tabela)M – Código que define o tipo de gás com que se obteu a composição química – MM para msituras tipo M2 ou CC para C1.G3Si – Código que identifica a composição química do metal depositado (ver tabela)



Regras Básicas para a Escolha do Fio Consumível

O material depositado deve ser o adequado àsoldadura, isto é, compatível com o material base (metalurgicamente, características físicas e químicas)

Propriedades mecânicas definidas na especificação de construção

Em função da Espessura (Intensidade de Soldadura)

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Processo MIG/MAG – 131/135Armazenagem e

Secagem dos Fios Consumíveis

Armazém Geral:

Temperatura a cerca de 10ºC acima daTemperatura Ambiente

Húmidade Relativa máxima entre 40 a 60%


Processo MIG/MAG – 131/135Acessório para Limpeza dos Fios

Aplica-se directo no Alimentador

Só se utiliza em:

Al; Cu e Ti

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Processo MIG/MAG – 131/135Modos de Transferência

Factores que influenciam:

Tipo de Gás

Tipo de Fio

Diâmetro do Fio

Intensidade / Velocidade de Alimentação

Tensão / Altura do Arco



Modos de TransferênciaForças que actuam no

destacamento das gotas:Gravidade (Fg)

Tensão Superficial (Fts)

Jacto de Plasma (Fd)

Electromagnéticas / Efeito de Pitch (Fem)

Vaporização (Fv)

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Força da Gravidade:Força que ajuda no destacamento da gota, a massa da gota e a componente de aceleração vertical são os dois elementos principais. Apoia na soldadura ao baixo, tem comportamento contrário na soldadura em posição

Força da Tensão superficial:Força que actua no sentido contrário ao destacamento da gota, varia em função do material e da temperatura a que se encontra a gota



Força Electromagnética / Efeito de Pitch:Força que ajuda no destacamento da gota, a ordem de grandeza da corrente é o principal elemento, quanto maior mais fácil o destacamento e menor a dimensão da gota.

Atenção que no modo de transferência Globular no MIG/MAG (DC+), esta força pode ter comportamento de fixação da gota em vez de apoiar o destacamento (criação da mancha anódica e respectiva força de reacção)

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Força do Jacto de Plasma:Força que ajuda no destacamento da gota, é função da velocidade de deslocação do gás e da dimensão da gota.

Força de Vaporização:Força que actua no sentido contrário ao destacamento da gota, varia em função do material e dos níveis de corrente.


Processo MIG/MAG – 131/135Modos de Transferência - Transferência por Curto-Circuito

Caracterizada por:

Baixa Tensão e Intensidade

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Processo MIG/MAG – 131/135Modos de Transferência - Transferência por Curto-Circuito



Modos de Transferência -

Transferência por Curto-Circuito

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Processo MIG/MAG – 131/135Modos de Transferência - Transferência Globular

Caracterizada por:

Média Tensão e Intensidade


Processo MIG/MAG – 131/135Modos de Transferência - Transferência Globular

Caracterizada por:

Muitos salpicos e pode originar curto-circuitos

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Processo MIG/MAG – 131/135Modos de Transferência - Transferência por Spray

Caracterizada por:

Elevada Tensão e Intensidade


Processo MIG/MAG – 131/135Modos de Transferência - Transferência por Spray ou chuveiro e Pulverização axial (pulsado) ou drop srpay

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Processo MIG/MAG – 131/135Modos de Transferência - Transferência “Pulsado – Spray”

Caracterizada por:

Existência de uma corrente pulsada


Processo MIG/MAG – 131/135Modos de Transferência – Spray e Rotacional

Rotacional é um spray a elevadas densidades de energia

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Processo MIG/MAG – 131/135Modos de Transferência – Comparação entre Modos



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Processo MIG/MAG – 131/135Modos de Transferência – Aplicações


Processo MIG/MAG – 131/135Automatizações

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Chanfros / Juntas


Processo MIG/MAG – 131/135Chanfros / Juntas

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Processo MIG/MAG – 131/135Limpeza dos Chanfros / Juntas

Limpeza mecânica:Óxidos, limalhas e arestas de corte, tintas, galvanizado

Limpeza química (das peças e do fio):Gorduras, óleos, massas lubrificantes

Remoção da húmidade


Processo MIG/MAG – 131/135Técnicas Operatórias (1 de 4)

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Técnicas Operatórias

(2 de 4)


Processo MIG/MAG – 131/135Técnicas Operatórias (3 de 4)

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Técnicas Operatórias

(4 de 4)


Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas:

Faltas de Fusão (Colagens)/Penetração – Preparação, ParâmetrosPorosidade – Gorduras, Falta de Protecção, Controlo de Altura de ArcoInclusões de Escória – Limpeza, Parâmetros

Bordos Queimados – Parâmetros, Técnica Operatória

Fissuração Frio/Quente – Problemas Metalurgicos

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Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Cordão Adequado


Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Sobre-espessura

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Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Falta de Enchimento


Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Raíz Faltas de Fusão e

Sobreespessura

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Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Raíz Falta de Penetração


Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Desalinhamento

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Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Poros (RX)


Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Inclusões (RX)

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Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Inclusões


Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Colagens / Faltas de Fusão

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Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Colagens / Faltas de Fusão


Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Fissuração a Quente

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Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Fissuração por Efeito W/D


Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Fissuração a Frio

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Processo MIG/MAG – 131/135Imperfeições Típicas – Arcos Parasitas

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