GMAW Prática TIG

GMAW Prática TIG

(Parte 2 de 3)

A composição do arame depende do tipo de metal de base, das propriedades desejadas para a solda e, em menor grau, do tipo de gás de proteção. O tipo de arame é, em geral, indicado com base em classificações dadas por normas de especificação como, por exemplo, as da American Welding Society (AWS). O diâmetro do arame é escolhido principalmente em função da espessura do metal de base, da posição de soldagem e de outros fatores que limitem o tamanho da poça de fusão ou o aporte de calor na solda. Para cada diâmetro e composição de arame, existe uma faixa de corrente adequada à sua utilização, isto é, para a qual a estabilidade do processo e as condições de formação do cordão de solda são satisfatórias (tabela 1).

Tabela 1 – Faixa de corrente (A) de soldagem para arames de aço carbono.

Diâmetro do arame (m)Gás de Referência 0,8 0,9 1,0 1,2 1,6 2,0 Proteção

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A corrente de soldagem controla fortemente a velocidade de fusão do arame (figura 7). Além disso, a penetração, o reforço e a largura do cordão tendem a aumentar com a corrente quando as demais variáveis são mantidas constantes.

Aço Inoxidável Alumínio 4043

Aço Carbono 1,2 m

Corrente (A)

V e l o ci dade de u são m i n )

Figura 7 – Relação entre a corrente e a velocidade de fusão do arame (diâmetro: 1,2mm).

A corrente de soldagem também afeta o modo de transferência do metal de adição, particularmente na soldagem com argônio ou com misturas Ar-CO2 (CO2 < 25%) e Ar-O2. De fato, neste caso, existe um valor de corrente acima do qual a transferência muda de globular para aerossol (corrente de transição). Este valor depende de fatores como:

• Composição química do arame: Por exemplo, a corrente de transição de arames de aço é maior do a de alumínio;

• Diâmetro do eletrodo: A corrente de transição aumenta com o diâmetro do eletrodo;

• Polaridade: Na soldagem de aço com Ar-O2, existe uma corrente de transição quendo o eletrodo é positivo (polaridade inversa), contudo, com eletrodo negativo (polaridade direta), a transferência aerossol não é observada.

• Composição do gás de proteção: A transferência aerossol é observada na soldagem com misturas de proteção ricas em argônio.

• Comprimento do eletrodo: Quando este aumenta, a corrente de transição tende a ser reduzida.

A tabela 2 mostra valores da corrente de transição para arames de aço e Ar-2%O2.

Tabela 2 - Corrente de transição globular-aerossol para arames de aço e Ar-2%O2.

A soldagem GMAW é feita quase que exclusivamente com corrente contínua e polaridade inversa. Nestas condições, o processo apresenta um arco mais estável e uma maior

Modenesi – Técnica Operatória da Soldagem GMAW - 6 penetração. A soldagem com polaridade direta pode ser utilizada em processos de recobrimento (devida à sua baixa penetração) e a corrente alternada não é utilizada.

A tensão de soldagem afeta o modo de transferência de metal de adição e a aparência do cordão. Uma maior tensão aumenta a largura do cordão e diminui a sua convexidade, mas valores excessivamente altos causam porosidade, respingos e mordeduras. Valores muito baixos também podem causar porosidade (por perda de proteção devido à turbulência causada pela instabilidade do processo), convexidade excessiva e dobras na margem do cordão. O valor adequado da tensão para uma dada aplicação depende de muitos fatores como, por exemplo, a espessura e tipo da junta, a posição de soldagem, o diâmetro e composição do arame e a composição do gás de proteção. A tabela 3 mostra alguns valores ilustrativos da tensão de soldagem para diferentes materiais.

Tabela 3 – Valores de tensão do arco para a soldagem GMAW (variação de ±10%, com os menores valores usados para as menores correntes)(3).

Transferência globularArame de 1,6mm

Transferência por curto circuito Arame de 0,9mm

Material Argônio Ar-O2 (1-5%O2)

Alumínio Aço comum Aço inoxidável Cobre

A figura 8 ilustra de forma esquemática a influência do diâmetro do eletrodo, corrente, tensão e velocidade de soldagem na geometria do cordão de solda.

p r r V p r p (a) (b)

(c) (d)

Figura 8 – Influência de alguns parâmetros de soldagem no formato do cordão: w – largura do cordão, p – penetração, r – reforço, d – diâmetro do eletrodo

I – corrente de soldagem, V – tensão do arco, vs – velocidade de soldagem.

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O eletrodo conduz a corrente de soldagem entre o bico de contato e o arco, sendo aquecido por esta pelo efeito Joule (aquecimento resistivo). Como a resistência do eletrodo é proporcional ao seu comprimento, a intensidade do aquecimento do eletrodo será proporcional à este comprimento. Assim, um aumento deste (causado, por exemplo, por um maior afastamento da tocha em relação à peça), para uma velocidade constante de alimentação de arame, reduz a corrente necessária para fundir o arame. Como resultado, a quantidade de calor cedido à peça e a penetração do cordão são, também, reduzidos. Em soldagem semi-automática, trabalha-se com um comprimento de eletrodo entre cerca de 6 e 25mm.

O controle conhecido como “indutância” permite o ajuste das características dinâmicas da fonte, em particular, da velocidade de variação da corrente de soldagem como resultado de variações no comprimento do arco ou da ocorrência de um curto circuito entre o eletrodo e a peça. Este controle é particularmente importante quando se trabalha com transferência por curto circuito, controlando a variação da corrente quando o arame toca a peça e impedindo que esta aumente de forma explosiva (baixa indutância), o que aumentaria a instabilidade de processo, ou de forma muito lenta (indutância elevada), o que poderia levar à solidificação da poça de fusão e o agarramento nesta do eletrodo.

O tipo de gás de proteção afeta as características do arco, o modo de transferência de metal de adição, o formato do cordão depositado e, no caso de gases ativos, as suas características metalúrgicas. Para a seleção do gás de proteção deve-se considerar o tipo de metal a ser soldado, sua espessura, a posição de soldagem, exigências de qualidade, características do processo (por exemplo, uso de corrente pulsada) e custo. A tabela 4 mostra os principais gases e misturas de proteção e suas aplicações.

Tabela 4 – Aplicações recomendadas de alguns gases de proteção(4).

Gás deproteção

Características do processo

Diâmetro do eletrodo (m)

Metais soldáveis Espessura (m)

Posições de soldagem

Glob. 1,0-4,0 Metais não 3-10 Plana

Argônio Spray 0,8-1,6 ferrosos. 3-40 Todas, princ. plana

Aço carbono 4-10 Plana

Aços carbono, baixa, média e alta

Aços carbono, baixa, média e alta liga, inoxidáveis. 1-50 Todas

Obs: CP – Corrente pulsada.

A soldagem GMAW semi-automática pode ser realizada com a tocha apontando para a frente ou para trás em relação à direção de soldagem com uma inclinação de até 25o (figura 9). No primeiro caso, o cordão tende a ser mais largo e raso e, no segundo caso, a penetração é maior. Como na soldagem com eletrodos revestidos, o posicionamento da tocha em relação à junta e a sua correta manipulação são importantes. Este posicionamento e manipulação depende de vários fatores como o tipo do material de base, a espessura da junta, o tipo de chanfro usado, parâmetros e posição de soldagem. As figuras 9 a 12 mostram alguns exemplos.

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20-25º 20-25º

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