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1 Apostila de Apostila Soldagem MIGMAG 2 MODOS DE TRANSFER NCIA DE METAL .. 4 EQUIPAMENTOS Soldagem manual .. 7 SUPRIMENTO DE ENERGIA .. 10 GASES DE PROTE O .. 14 ARAMES .. 23 SEGURAN A .. 29 T CNICAS E PAR METROS DE SOLDAGEM .. 32 CONDI ES DE SOLDAGEM .. 43 DEFEITOS DE SOLDA .. 56 SOLDAGEM MIG/MAG PONTUAL .. 62 BIBLIOGRAFIA .. 67 Apostila Soldagem MIGMAG 3 Traduzido e adaptado por Cleber Fortes Engenheiro Metal rgico, MSc. Assist ncia T cnica Consum veis esab br Revisado por Cl udio Turani Vaz Engenheiro Metalurgista, MSc. Assist ncia T cnica esab br ltima revis o em 25 de janeiro de 2005 INTRODU O Na soldagem ao arco el trico com g s de prote o (GMAW Gas Metal Arc Welding), tamb m conhecida como soldagem MIG/MAG (MIG Metal Inert Gas e MAG Metal Active Gas), um arco el trico estabelecido entre a pe a e um consum vel na forma de arame. O arco funde continuamente o arame medida que este alimentado po a de fus o.

2 O metal de solda protegido da atmosfera pelo fluxo de um g s (ou mistura de gases) inerte ou ativo. A Figura 1 mostra esse processo e uma parte da tocha de soldagem. Figura 1 Processo b sico de soldagem MIG/MAG O conceito b sico de GMAW foi introduzido nos idos de 1920, e tornado comercialmente vi vel ap s 1948. Inicialmente foi empregado com um g s de prote o inerte na soldagem do alum nio. Consequentemente, o termo soldagem MIG foi inicialmente aplicado e ainda uma refer ncia ao processo. Desenvolvimentos subsequentes acrescentaram atividades com baixas densidades de corrente e correntes cont nuas pulsadas, emprego em uma ampla gama de materiais, e o uso de gases de prote o reativos ou ativos (particularmente o di xido de carbono, CO2) e misturas de gases. Esse desenvolvimento posterior levou aceita o formal do termo GMAW Gas Metal Arc Welding para o processo, visto que tanto gases inertes quanto reativos s o empregados. No entanto, quando se empregam gases reativos, muito comum usar o termo soldagem MAG (MAG Metal Active Gas).

3 O processo de soldagem funciona com corrente cont nua (CC), Apostila Soldagem MIGMAG 4 normalmente com o arame no p lo positivo. Essa configura o conhecida como polaridade reversa. A polaridade direta raramente utilizada por causa da transfer ncia deficiente do metal fundido do arame de solda para a pe a. S o comumente empregadas correntes de soldagem de 50 A at mais que 600 A e tens es de soldagem de 15 V at 32 V. Um arco el trico autocorrigido e est vel obtido com o uso de uma fonte de tens o constante e com um alimentador de arame de velocidade constante. Melhorias cont nuas tornaram o processo MIG/MAG aplic vel soldagem de todos os metais comercialmente importantes como os a os, o alum nio, a os inoxid veis, cobre e v rios outros. Materiais com espessura acima de 0,76 mm podem ser soldados praticamente em todas as posi es. simples escolher equipamento, arame, g s de prote o e condi es de soldagem capazes de produzir soldas de alta qualidade com baixo custo. Vantagens: O processo de soldagem MIG/MAG proporciona muitas vantagens na soldagem manual e autom tica dos metais para aplica es de alta e baixa produ o.

4 Suas vantagens combinadas quando comparado ao eletrodo revestido, arco submerso e TIG s o: a soldagem pode ser executada em todas as posi es; n o h necessidade de remo o de esc ria; alta taxa de deposi o do metal de solda; tempo total de execu o de soldas de cerca da metade do tempo se comparado ao eletrodo revestido; altas velocidades de soldagem; menos distor o das pe as; largas aberturas preenchidas ou amanteigadas facilmente, tornando certos tipos de soldagem de reparo mais eficientes; n o h perdas de pontas como no eletrodo revestido. Cap tulo 1 MODOS DE TRANSFER NCIA DE METAL Basicamente o processo MIG/MAG inclui tr s t cnicas distintas de modo de transfer ncia de metal: curto-circuito (short arc), globular (globular) e aerossol (spray arc). Essas t cnicas descrevem a maneira pela qual o metal transferido do arame para a po a de fus o. Na transfer ncia por curto-circuito short arc, dip transfer, microwire a transfer ncia ocorre quando um curto-circuito el trico estabelecido.

5 Isso acontece quando o metal fundido na ponta do arame toca a po a de fus o. Na transfer ncia por aerossol spray arc pequenas gotas de metal fundido s o desprendidas da ponta do arame e projetadas por for as eletromagn ticas em dire o po a de fus o. A transfer ncia globular globular ocorre quando as gotas de metal fundido s o muito grandes e movem-se em dire o po a de fus o sob a influ ncia da gravidade. Os fatores que determinam o modo de transfer ncia de metal s o a corrente de soldagem, o di metro do arame, o comprimento do arco (tens o), as caracter sticas da fonte e o g s de prote o (veja a Figura 2). Transfer ncia por curto-circuito Na soldagem com transfer ncia por curto-circuito s o utilizados arames de di metro na faixa de 0,8 mm a 1,2 mm, e aplicados pequenos comprimentos de arco (baixas tens es) e baixas correntes de soldagem. obtida uma pequena po a de fus o de r pida solidifica o. Essa t cnica de soldagem particularmente til na uni o de materiais de pequena espessura em qualquer posi o, materiais de grande espessura nas posi es vertical e sobrecabe a, e no enchimento de largas aberturas.

6 A soldagem por curto-circuito tamb m deve ser empregada quando se tem como requisito uma distor o m nima da pe a. Apostila Soldagem MIGMAG 5 Figura 2 Modos de transfer ncia do metal de solda O metal transferido do arame po a de fus o apenas quando h contato entre os dois, ou a cada curto-circuito. O arame entra em curto-circuito com a pe a de 20 a 200 vezes por segundo. A Figura 3 ilustra um ciclo completo de curto-circuito. Quando o arame toca a po a de fus o (A), a corrente come a a aumentar para uma corrente de curto-circuito. Quando esse valor alto de corrente atingido, o metal transferido. O arco ent o reaberto. Como o arame est sendo alimentado mais rapidamente que o arco consegue fundi-lo, o arco ser eventualmente extinguido por outro curto (I). O ciclo recome a. N o h metal transferido durante o per odo de arco aberto, somente nos curtos-circuitos. Figura 3 - Corrente-tens o versus tempo t pico do ciclo de curto-circuito Para garantir uma boa estabilidade do arco na t cnica de curto-circuito devem ser empregadas correntes baixas.

7 A Tabela I ilustra a faixa de corrente tima para a transfer ncia de metal por curto-circuito para v rios di metros de arame. Essas faixas podem ser ampliadas dependendo do g s de prote o selecionado. Di metro do arame Corrente de soldagem (A) pol (") mm M nima M xima 0,030 0,76 50 150 0,035 0,89 75 175 0,045 1,10 100 225 Tabela I - Faixa tima de corrente de curto-circuito para v rios di metros de arame. Transfer ncia globular Quando a corrente e a tens o de soldagem s o aumentadas para valores acima do m ximo recomendado para a soldagem por curto-circuito, a transfer ncia de metal come ar a tomar um aspecto diferente. Essa t cnica de soldagem comumente conhecida como transfer ncia globular, na qual o metal se transfere atrav s do arco. Usualmente as gotas de metal fundido t m di metro maior que o do pr prio arame. Esse modo de transfer ncia pode ser err tico, com respingos e curtos-circuitos ocasionais. Apostila Soldagem MIGMAG 6 Soldagem por aerossol (spray) Aumentando-se a corrente e a tens o de soldagem ainda mais, a transfer ncia de metal torna-se um verdadeiro arco em aerossol (spray).

8 A corrente m nima qual esse fen meno ocorre chamada corrente de transi o. A Tabela II mostra valores t picos de corrente de transi o para v rios metais de adi o e gases de prote o. Conforme observado nessa tabela, a corrente de transi o depende do di metro do arame e do g s de prote o. Entretanto, se o g s de prote o para soldar a os carbono contiver mais que cerca de 15% de di xido de carbono (CO2), n o haver transi o de transfer ncia globular para transfer ncia por aerossol. A Figura 4 mostra a transfer ncia fina e axial t pica do arco em aerossol. As gotas que saem do arame s o muito pequenas, proporcionando boa estabilidade ao arco. Curtos-circuitos s o raros. Poucos respingos s o associados com essa t cnica de soldagem. Tipo de arame Di metro do Arame G s de prote o Corrente m nima de aerossol (A) pol (") mm A o Carbono 0,030 0,035 0,045 0,052 0,062 0,76 0,89 1,10 1,30 1,60 98% Ar / 2% O2 150 165 220 240 275 A o Inoxid vel 0,035 0,045 0,062 0,89 1,10 1,60 98% Ar / 1% O2 170 225 285 Alum nio 0,030 0,046 0,062 0,76 1,19 1,60 Arg nio 95 135 180 Cobre desoxidado 0,035 0,045 0,062 0,89 1,10 1,60 Arg nio 180 210 310 Bronze ao Sil cio 0,035 0,045 0,062 0,89 1,10 1,60 Arg nio 165 205 270 Tabela II - Corrente m nima para a soldagem por aerossol A soldagem em aerossol pode produzir altas taxas de deposi o do metal de solda.

9 Essa t cnica de soldagem geralmente empregada para unir materiais de espessura 2,4 mm e maiores. Exceto na soldagem de alum nio ou cobre, o processo de arco em aerossol fica geralmente restrito apenas soldagem na posi o plana por causa da grande po a de fus o. No entanto, a os carbono podem ser soldados fora de posi o usando essa t cnica com uma po a de fus o pequena, geralmente com arames de di metro 0,89 mm ou 1,10 mm. Figura 4 - T cnica de soldagem por arco em aerossol (spray) Uma varia o da t cnica de arco em aerossol conhecida como soldagem pulsada em aerossol. Nessa t cnica, a corrente variada entre um valor alto e um baixo. O n vel baixo de corrente fica abaixo da corrente de transi o, enquanto que o n vel alto fica dentro da faixa de arco em aerossol. O metal transferido para a pe a apenas durante o per odo de aplica o de corrente alta. Geralmente transferida uma gota durante cada pulso de corrente alta. A Figura 5 retrata o modelo de corrente de soldagem usado na soldagem pulsada em aerossol.

10 Valores comuns de Apostila Soldagem MIGMAG 7 frequ ncia ficam entre 60 e 120 pulsos por segundo. Como a corrente de pico fica na regi o de arco em aerossol, a estabilidade do arco similar da soldagem em aerossol convencional. O per odo de baixa corrente mant m o arco aberto e serve para reduzir a corrente m dia. Assim, a t cnica pulsada em aerossol produzir um arco em aerossol com n veis de corrente mais baixos que os necess rios para a soldagem em aerossol convencional. A corrente m dia mais baixa possibilita soldar pe as de pequena espessura com transfer ncia em aerossol usando maiores di metros de arame que nos outros modos. A t cnica pulsada em aerossol tamb m pode ser empregada na soldagem fora de posi o de pe as de grande espessura. Figura 5 - T cnica de soldagem por arco pulsado em aerossol Soldagem com arames tubulares O arame tubular um eletrodo cont nuo de se o reta tubular, com um inv lucro de a o de baixo carbono, a o inoxid vel ou liga de n quel, contendo desoxidantes, formadores de esc ria e estabilizadores de arco na forma de um fluxo (p ).