A qualidade do cordão de solda conseguido pelos processos MIG/MAG é influenciada por alguns parâmetros, tais como intensidade de corrente, tensão e comprimento do arco, velocidade de soldagem, “stick-out”, gases de proteção,diâmetro do eletrodo e posição da tocha, seus tipos e vazão. É preciso, portanto, conhecer estas variáveis para selecionar o procedimento adequado a cada demanda de soldagem.

Os processos M1G/MAG utilizam fonte de corrente contínua e polaridade inversa com eletrodo positivo a fim de possibilitar melhor penetração e estabilidade do arco. Quando não é necessária grande penetração, é possível usar a polaridade direta, o que aumenta a velocidade de deposição. A corrente alternada é utilizada para alumínio e suas ligas.

A escolha da corrente de soldagem é feita a partir da espessura das peças a serem soldadas, do diâmetro do eletrodo e das características do cordão.

intensidade de corrente

A transferência do metal e o controle da taxa de fusão do eletrodo são influenciados pela intensidade de corrente.

O emprego de eletrodos de materiais resistivos como o aço não ligado, com baixas correntes, apresenta uma relação linear entre a intensidade de corrente e a velocidade de alimentação; entretanto, à medida que a intensidade de corrente aumenta, essa relação se modifica, tendendo para uma curva, especialmente no caso de arames com diâmetro menor.

Isto acontece devido ao efeito Joule, responsável pelo calor na ponta do eletrodo, e que influencia de modo significativo a taxa de fusão. Aumentando-se a intensidade de corrente e mantendo-se constantes as outras variáveis, o cordão de solda apresenta aumento de penetração e de largura.

No caso de soldagem de materiais de baixa resistividade, como por exemplo o alumínio, o efeito Joule é menos acentuado; deste modo, é possível perceber que a relação entre intensidade de corrente e velocidade de alimentação é relativamente linear.

Tensão e comprimento do arco elétrico são variáveis importantes no processo de soldagem com proteção gasosa. Esses dois fatores estão relacionados um ao outro, embora tenham significados diferentes.

A tensão do arco depende do comprimento do arco e também do tipo e do diâmetro do eletrodo, do gás de proteção e do modo de transferência. Se todas essas variáveis se mantiverem constantes, o aumento da tensão do arco provoca maior largura e menor altura do cordão, melhor molhagem, ou distribuição do metal depositado, e redução da penetração. Tensões excessivas do arco provocam porosidade, salpicos e mordeduras; por outro lado, tensões mínimas resultam em porosidade e cordões muito convexos.

Um arco com comprimento muito pequeno pode causar curto-circuitos acidentais quando a transferência é globular ou em “spray”, resultando em instabilidade do arco e conseqüente porosidade nocordão. Já o comprimento muito grande tende a oscilar e a causar um cordão de penetração e largura irregulares.

A velocidade de soldagem é a velocidade de deslocamento do arco elétrico ao longo da junta. A velocidade de soldagem está diretamente ligada à quantidade de energia cedida à peça; quanto maior a velocidade, menor a quantidade de calor cedida por unidade de área. Velocidades muito baixas, além de elevar o custo da operação, podem causar alterações metalúrgicas na estrutura do material devido à concentração térmica. Por outro lado, velocidades excessivas provocam menor penetração e menor largura do cordão, possíveis mordeduras e falta de fusão, além de falta de penetração.

“Stick-out” é a distância existente entre o início da parte externa do eletrodo ou fim do bico de contato e o

tensão e comprimento do arco

velocidade de soldagem

‘stick-out’

final do eletrodo; é, pois, o comprimento livre do eletrodo. A distância entre a ponta do eletrodo e a peça é o comprimento do arco.

O “stick-out” está relacionado à velocidade de fusão do eletrodo; se o “stick-out” for aumentado, o calor é aumentado por efeito Joule, e a velocidade de fusão do eletrodo também se torna maior. Se o “stick-out” for muito pequeno, o calor gerado não será suficiente para fundir o eletrodo adequadamente; por outro lado, se for muitoelevado, oarcotornar-se-á instável, a proteçãogasosa deixará de existir e a conseqüência será o aparecimento de porosidades. Portanto, é preciso controlar rigorosamente o “stick-out”.

Os gases de proteção utilizados no processo MIG são o argônio ou o hélio ou ainda uma mistura de ambos. O processo MAG utiliza C0₂ ou mistura de gás inerte com C0₂ ou com oxigênio. O emprego de CO2, um gás oxidante mais barato que outros gases de proteção, faz do processo MAG um dos mais utilizados na soldagem de estruturas de aço. Quando submetido a altas temperaturas, o C0₂ decompõe-se em CO e O2 segundo uma reação química.

Devido à atmosfera oxidante, acontece a formação de FeO que se combina com o carbono existente no aço e origina CO.

Uma vez que a solidificação do metal em fusão é muito rápida, o monóxido de carbono pode ficar preso no interior do metal e causar porosidades. A fim de impedir a formação de CO, usa-se metal de adição com desoxidantes como o silício e o manganês, em proporções maiores que as utilizadas no processo MIG, e que produzem variadas reações.

Quando se utiliza mistura de argônio e CO2, é preciso atentar para a porcentagem de argônio existente na mistura. O aumento de argônio no CO2 serve para estabilizar o arco elétrico e, em conseqüência, atenuar o respingo, uma vez que há um aumento na freqüência de

gases de proteção

 transferência das gotas e uma diminuição na freqüência de curto-circuitos entre elas e a poça de fusão. Uma comparação entre C0₂ puro e uma mistura de argônio mais CO2 mostra uma tensão maior do arco e maior quantidade de salpicos na utilização do CO2.

O gráfico mostra a relação entre o conteúdo de argônio da mistura Ar/C0₂ e a freqüência de transferência de gotas.

A função primordial do gás de proteção é evitar que funçào do gás a poça de fusão entre em contato com a atmosfera que ^de proteção a envolve. Sem essa proteção, os óxidos formados pela temperatura de fusão dos metais em contato com o ar provocam defeitos no cordão de solda, tais como porosidade e fragilização. Outras funções do gás são ionizar o espaço do arco elétrico e estabilizá-lo.

O tipo de gás a ser utilizado depende do material que se quer soldar e de sua espessura. Estes dados podem ser conseguidos por meio de quadros indicadores do tipo de material, da espessura e do tipo de transferência utilizado.

A vazão do gás nos processos MI G/M AG refere-se à quantidade em litros de gás protetor espalhada por minuto em volta da poça de fusão, em função da intensidade de corrente. Assim, quanto mais elevada é a intensidade de corrente, maior deve ser a vazão do gás e maior o diâmetro do bocal da tocha. Se a vazão do gás for muito baixa, não haverá quantidade suficiente de gás para manter a cortina protetora; por outro lado, se for excessiva, pode acontecer uma turbulência no gás, provocando sucção de ar. A vazão de gás pode ser visualizada no gráfico.

O diâmetro do eletrodo influencia diretamente o cordão de solda e está relacionado com a intensidade de corrente. Assim, um eletrodo com pequeno diâmetro requer intensidade de corrente também pequena; já um eletrodo de diâmetro maior necessita de corrente de maior intensidade para um mesmo modo de transferência.

vazão do gás

diâmetro do eletrodo

A posição da tocha diz respeito ao ângulo de inclinação da tocha em relação ao cordão e influencia a largura, a altura e a penetração do cordão. Considerando que a direção de soldagem seja da esquerda para a direita, observa-se que a tocha inclinada para a esquerda produz pequena penetração e cordão largo; se, por outro lado, a inclinação da tocha for para a direita, o cordão produzido é estreito e a penetração é grande.

O arco elétrico gerado nos processos MIG/MAG confere certas características à transferência de metal do eletrodo para a poça de fusão. Os fatores que mais influenciam os modos de transferência são o tipo e a intensidade de corrente, o diâmetro e a composição do eletrodo, o “stick-out” e o gás de proteção. Basicamente, essa transferência pode ser globular, por curto-circuito ou por “spray” ou névoa.

A transferência globular ocorre com valores de corrente relativamente baixos, pouco acima daqueles utilizados para a transferência por curto-circuito; entretanto, quando o gás de proteção utillizado é o CO2 ou o hélio, esse modo de transferência acontece com correntes

Link Relacionado:

Soldagem – Coleção tecnológica SENAI – 1ª ed. 1997