Processo de Soldagem MIGMAG, Notas de aula de Mecatrônica

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ESCOLA DE ENGENHARIA DE PIRACICABA

FUNDAÇÃO MUNICIPAL DE ENSINO

Grupo 2

Processos de Fabricação I

Processo de Soldagem MIG/MAG

Joaquim F. N. Jardim 250080601

Gustavo M. R. Kobayashi 250080574

Conrado A. Laperuta 250080569

Fernando Fischer 250080578

Marcos Aníbal Da Cunha 250080587

Leonardo Fenato Mariani 264080580

Silvio Alcantara de Almeida 250080592

Prof. Antonio Fernando Godoy

Relatório da Aula Prática de Soldagem da Disciplina Processos de Fabricação I

Escola de Engenharia de Piracicaba

Lista de Figuras

Figura 2.1 – Ilustração do Processo PAW (www.nei.com.br/..., 4 de Novembro de

Figura 2.2 – Foto de Aquecimento por Tocha (http://www.fusion-inc.com/..., 6 de

Novembro de 2010) 8

Figura 2.3 – Foto de Aquecimento por Indução (http://i.ytimg.com/..., 6 de Novembro

de 2010) 8

Figura 4.1 – Foto de Peça Soldada (Foto Tirada Pelo Grupo) 10

Figura 4.2 - Foto de Peça Soldada Com Falha no Cordão (Foto Tirada Pelo Grupo) 10

Figura 4.3 - Foto de Peça Soldada (Foto Tirada Pelo Grupo) 10

1. Objetivos

Mostrar o funcionamento do processo de soldagem ao arco elétrico MIG/MAG. Os alunos deverão observar todo o processo desde a preparação do equipamento como dos materiais a serem soldados. É importante observar também as questões relacionadas a segurança, principalmente por se tratar de equipamento que exige uma série de cuidados em função de produtos gerados como fumos, gases, arco elétrico e radiação.

2. Introdução

2.1 - Soldagem Plasma

A soldagem a arco plasma, ou PAW (Plasma Arc Welding), é, segundo Alexandre Queiroz Bracarense, um processo de soldagem que produz a coalescência dos metais. A soldagem PAW se baseia no principio de que o plasma, segundo Américo Scotti, é um gás aquecido ao ponto de se ionizar, passando do estado de isolante para condutor, podendo passar uma alta corrente as peças metálicas que serão soldadas, auxiliando no aumento da temperatura. A união dos metais se da através de um arco elétrico gerado entre o eletrodo e a peça a ser soldada, também chamado de arco transferido, ou entre o eletrodo e o bocal da tocha, também chamado de arco não transferido. Esse arco é transferido pelo gás em estado de plasma, que aquece o metal a altas temperaturas. No processo de arco transferido o calor fornecido para a fusão se da pelo arco elétrico e pelo gás, sendo este utilizado para a soldagem de metais, enquanto que o processo de arco não transferido o calor é fornecido somente pelo gás, e é mais utilizado para soldar materiais não metálicos, como vidro, por exemplo, e para o corte. O arco de plasma é limitado pelo diâmetro do bocal da tocha. O fluxo utilizado é na forma de gás em dois momentos, podendo ser o mesmo gás ou gases diferentes. No primeiro momento esse fluxo é utilizado de forma inerte, saindo pelo orifício do bocal gerando a chama de plasma. Esse plasma atinge temperaturas próximas a 16700°C. Em segundo momento é utilizado como proteção, saindo por um bocal externo, podendo ser inerte. Mesmo trabalhando a altas temperaturas, essa soldagem apresenta grande estabilidade uma zona termicamente afetada inferior à outros processos de soldagem,

2.2 - Brasagem

Brasagem é , segundo Gilmar Ferreira Batalha, um processo térmico para a junção e revestimento de materiais metálicos com a ajuda de um metal de adição fundido. No processo de soldagem convencional, o metal de adição possui uma temperatura de fusão maior que a temperatura do metal base. Na brasagem, o metal de adição possui uma temperatura de fusão menor que a temperatura do metal base, sendo que o metal base nunca chega a ser fundido durante o processo. A brasagem se constitui na junção de dois metais por um outro metal, que não fundem entre si, pois a temperatura de fusão do metal base não é atingida. Ela é feita aquecendo-se o metal base. O metal base pode ser aquecido das seguintes maneiras:  Chama: aquecimento feito por uma ou mais chamas de tochas, alimentadas por gases como acetileno, propano, gás natural et cetera , dependendo da temperatura que se deseja obter. O metal de adição pode ser posto na junta pré-aquecimento ou ser adicionado manualmente. O uso de fluxo é necessário.  Forno: o metal base é aquecido por um ou uma serie de fornos. Utilizado normalmente na produção sequencial e em grande escala. O metal de adição é deixado previamente na junta. O fluxo pode ser utilizado, mas há também a opção de se controlar a atmosfera ou utilizar vácuo.  Indução: o metal base é aquecido por uma bobina, onde circula uma corrente alternada, gerando um campo eletromagnético que induz uma corrente parasira na junta, aquecendo-a. Esse tipo de aquecimento necessita de um preparo cuidadoso, pois as duas juntas tem de atingir as temperaturas desejadas ao mesmo tempo. O metal de adição é adicionado previamente a junta e é utilizado fluxo.  Resistência: é adicionada uma corrente a peça, que ira aquecê-la por efeito Joule. O metal de adição é adicionado previamente a peça. A proteção pode ser por fluxo ou atmosfera controlada. Existem três tipos de brasagem:  Brasagem Fraca: feita utilizando temperaturas inferiores a 450°C. Por ser uma temperatura relativamente baixa, a junta unida apresenta resistência mecânica baixa. Largamente usado na industria eletrônica, onde os componentes eletrônicos não necessitam de uma ligação muito forte.

 Brasagem Dura: feita utilizando temperaturas entre 450°C e 900°C. Fornece uma junta mais uniforme, independente da quantidade de material de adição utilizada. Utilizada largamente na industria automobilística para a produção de carrocerias.  Brasagem de Alta Temperatura: feita utilizando temperaturas superiores à 900°C. Feita sem fluxo, em ambiente de vácuo ou gás inerte.

Figura 2.2 – Foto de Aquecimento por Tocha (http://www.fusion-inc.com/..., 6 de Novembro de 2010)

Figura 2.3 – Foto de Aquecimento por Indução (http://i.ytimg.com/..., 6 de Novembro de 2010)

Figura 4.1 – Foto de Peça Soldada (Foto Tirada Pelo Grupo)

Figura 4.2 - Foto de Peça Soldada Com Falha no Cordão (Foto Tirada Pelo Grupo)

Figura 4.3 - Foto de Peça Soldada (Foto Tirada Pelo Grupo)

5. Análise dos Resultado

Ficou visível que a técnica de solda é necessária para a operação, como pode ser observado na solda MAG quando a solda saiu fora da linha se soldagem. Como em qualquer processo de solda podem ocorrer alguns defeitos, sendo boa parte ocasionada pelo operador. Mesmo assim é uma solda de alta qualidade e os defeitos podem ser reparados pelo operador. Um destes defeitos apresentados é a falta de fusão que pode se dar pela oxidação da placa que se deseja soldar.

6. Questões

6.1- As fontes de tensão usadas no processo MIG/MAG, normalmente são do tipo retificadoras. Porém, podem ser com tensão constante ou com corrente constante. Explique como funciona cada um destes tipos de fonte e as suas aplicações.

A fonte de tensão constante proporciona um comprimento de arco relativamente constante. Conforme a velocidade aplicada é alterada, a tensão varia a corrente para manter o comprimento do arco constante. Essa fonte é mais utilizada em processos de pequeno porte, e não permite o controle remoto ou o ajuste continuo. A fonte de corrente constante trabalha com uma tensão variável, que em vazio é relativamente alta, e somente decai com a presença de uma carga. Esse tipo de fonte é mais utilizada em soldagens onde o operador controla manualmente o tamanho do arco e em processos de eletrodo não consumível.

6.2- Para reduzir a quantidade de respingos de metal durante a soldagem pelo processo MIG/MAG, foi criada uma nova fonte de tensão denominada “Pulsada”. Como funciona esta fonte e quando ela deve ser utilizada?

Essa fonte funciona variando o valor da corrente entre baixo, abaixo do valor de transição, e alto, dentro da faixa de arco. O metal é transferido durante a aplicação da corrente alta. Esse tipo de fonte é mais utilizada para soldagens de materiais com mais de 2,4mm de espessura, restritos a soldagem plana.

Embora o CO2 seja um gás ativo e produza um efeito oxidante, soldas íntegras podem ser consistentes e facilmente obtidas sem a presença de porosidade e outras descontinuidades. Há baixa eficiência de deposição que o CO2 proporciona, causada da perda por respingos. A transferência de metal fica restrita ao curto-circuito e à transferência globular. Possui uma maior velocidade de soldagem e penetração profunda. E a superfície do cordão de solda, na maioria das vezes, é fortemente oxidada.

6.5- Explique de forma resumida, o processo de soldagem TIG.

O processo de soldagem TIG utiliza um eletrodo sólido de tungstênio não consumível. Com isso, o eletrodo, o arco e a área de ataque são protegidos por uma atmosfera protetora de gás inerte. Se um metal de enchimento for necessário, ele é adicionado no limite da poça de fusão. A solda não necessita de limpeza no final do processo, pois não gera escória. Pode ser usada para quase todos os metais e o processo pode ser manual ou automático. É largamente utilizada na solda com alumínio e com ligas de aço inoxidável onde a integridade da solda é de extrema importância. É também utilizada para juntas de alta qualidade em indústrias nucleares, químicas, aeronáuticas e de alimentos.

7. Conclusão

Verificou-se com o uso do processo de solda MIG/MAG pode-se soldar diversos tipos de metais (aços carbono, aços inoxidáveis, alumínio, cobre) sendo necessários apenas alguns ajustes (velocidade do arame de adição, amperagem) do equipamento e variação do tipo de metal de adição, e do tipo do gás utilizado. Este processo mostrou-se bem mais eficiente em relação aos vistos anteriormente (Eletrodo Revestido e oxigas), sendo um processo versátil, no qual pode-se obter uma alta taxa de deposição do metal de solda em qualquer posição, alem de apresentar varias outras vantagens ( facilidade de operação,baixo custo de produção, o processo pode ser automatizado, cordaõ de solda com bom acabamento, alta velocidade de soldagem,menos distorção das peças, etc). O processo MIG/MAG é amplamente utilizado na fabricação de peças em aço de espessuras pequenas e médias e em estruturas de liga de alumínio, particularmente onde uma alta taxa de operação é requerida.

Bibliografia

http://www.nei.com.br/artigos/artigo.aspx?i=66, Acessado em 6 de Novembro de 2010

BRACARENSE, A. Q. Soldagem a Plasma :PAW. Belo Horizonte. 2000. 17 pg