apostila mig.mag e arame tuibular l&a rev.2

APOSTILA L&A SOLDAGEM

PROCESSO DE SOLDAGEM

MIG/MAG E ARAME TUBULAR

APOSTILA L&A SOLDAGEM

PROCESSO DE SOLDAGEM

MIG/MAG E ARAME TUBULAR

SALVADOR 2012

Copyright 2012 por L&A SOLDAGEM. Todos os direitos reservados

Área Tecnológica L&A Soldagem

Elaboração: Victor Áquila

Revisão Técnica: Leandro Henrique Costa Soares / Otavio de Oliveira Pires

Junior

Catalogação na fonte __________________________________________________ Escola de Soldagem L&A – Centro de Formação de Soldadores.

Soldagem por eletrodo revestido. Salvador, 2012. 45p.

I. Soldagem.

________________________________________________________

ESCOLA DE SOLDAGEM L&A

TV. Luiz Viana Filho, Nº 900 Itapuã

Salvador – Bahia – Brasil

CEP 41630-355

Tel.: (71) 3375-1780

Email: [email protected]

Site: www.lasoldagem.com.br

mailto:[email protected]

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Processo MIG-MAG e Arame Tubular

1

APRESENTAÇÃO

Com o objetivo de apoiar e proporcionar a melhoria contínua do padrão

de qualidade e produtividade da indústria, a L&A Soldagem disponibiliza cursos

de formação de soldadores dos processos MIG/MAG, arame tubular, TIG e

eletrodo revestido. Estes cursos abordam conteúdos teóricos e práticos que

são direcionados para indústrias nos diversos segmentos, através de formação

de profissionais aptos e qualificados, além de propiciar conhecimentos

vivenciados na indústria, a L&A soldagem entra com o papel de melhor garantir

a entrada de soldadores no mercado de trabalho.

Este material didático foi preparado para funcionar como instrumento de

consulta e estudo. Possui informações que são aplicáveis de forma prática no

dia a dia do soldador, e apresenta uma linguagem simples e de fácil

aprendizagem. Este módulo entra com o papel de facilitar a assimilação do

profissional de acordo com que é visto em sala de aula e no campo prático.


2

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO A SOLDAGEM............................................... 4

1.1 Histórico da soldagem ........................................ .............. 4

1.2 O processo de soldagem................................................................... 4

1.3 Método de União de Metais............................................................... 5

1.4 Soldagem a Arco Elétrico................................................................... 6

1.4.1 Corrente na soldagem.................................................................. 7

1.4.2 Tensão na soldagem.................................................................... 8

1.4.3 Gás de proteção........................................................................... 8

1.4.4 Corrente contínua........................................................................ 9

1.4.5 Corrente Alternada....................................................................... 9

1.4.6 Polaridade.................................................................................... 9

1.5 Mecanismos de soldagem.................................................................. 10

2 DESCONTINUIDADES........................................................................... 11

2.1 Descontinuidades comuns................................................................ 11

2.2 Falta de penetração............................................................................ 11

2.3 Falta de Fusão.................................................................................... 12

2.4 Mordedura........................................................................................... 13

2.5 Porosidade.......................................................................................... 13

2.6 Trincas longitudinais.......................................................................... 14

3 TERMINOLOGIA DA SOLDAGEM........................................................ 16

3.1 Terminologia Geral............................................................................. 16

3.2 Terminologia de soldagem................................................................ 17

4 SEGURANÇA NA SOLDAGEM............................................................. 18

4.1 Práticas de segurança na soldagem................................................. 18

4.2 Equipamentos de proteção individual.............................................. 18

4.2.1 Roupas de proteção..................................................................... 18

4.2.2 Radiação de arco elétrico............................................................. 21

4.3 Inspeção e manutenção do equipamento e do trabalho................. 23

4.3.1 Para o soldador............................................................................ 23

4.3.2 Para o trabalho em geral.............................................................. 23


3

5 SOLDAGEM MIG/MAG.......................................................................... 24

5.1 Introdução........................................................................................... 24

5.2 Principais vantagens e desvantagens.............................................. 24

5.2.1 Vantagens.................................................................................... 24

5.2.2 Desvantagens...............................................................................25

5.3 Diferença entre MIG/MAG................................................................... 25

5.3.1 Gases ativos................................................................................. 27

5.3.2 Gases inertes............................................................................... 27

6 EQUIPAMENTOS................................................................................... 28

6.1 Equipamentos básicos....................................................................... 28

6.2 Alguns procedimentos antes e após a soldagem........................... 29

7 VARIÁVEIS DO PROCESSO................................................................. 31

7.1 Parâmetros simétricos e vetoriais.................................................... 31

7.2 A inclinação da tocha......................................................................... 31

7.3 O comprimento do arco..................................................................... 32

7.4 A velocidade da soldagem................................................................. 33

8 TRANSFERÊNCIA METÁLICA.............................................................. 34

8.1 Transferência curto-circuito.............................................................. 34

8.2 Transferência aerossol (Spray)......................................................... 34

8.3 Transferência globular ...................................................................... 35

8.4 Transferência pulsada........................................................................ 36

9 ARAME TUBULAR................................................................................. 37

9.1 Soldagem por arame tubular................................................................ 37

10 JUNTAS NA SOLDAGEM...................................................................... 38

11 POSIÇÕES DE SOLDAGEM............................................................... 39

11.1 Juntas de tipo...................................................................................... 39

11.2 Juntas de filete.................................................................................... 40

11.3 Soldas em tubulações........................................................................ 41

11.4 Soldas em chapas com juntas de ângulo......................................... 42

11.5 Soldas em tubos com chanfro........................................................... 43

12 REFERÊNCIAS...................................................................................... 44


4

Introdução a Soldagem

1

1.1 Histórico da soldagem

O processo de soldagem a arco elétrico surgiu no século XIX e seus

avanços começaram a serem explorados no século XX, mais precisamente os

processos MIG, MAG e TIG. Apenas no ano 1948 foi desenvolvido inicialmente

o processo MIG com eletrodo de diâmetro menor e com alta porcentagem de

gás inerte. Alguns anos mais tarde, mais precisamente 1953 com emprego do

CO2 como gás de proteção, dando origem ao processo MAG onde foi

direcionado ao ramo industrial. Com os progressos do mundo capitalista,

surgiu-se a necessidade de criar e aprimorar alguns processos para suprir a

demanda do mercado dinâmico das indústrias. Uma das melhores maneiras de

assegurar melhor produtividade e baixo custo de mão-de-obra foi aproveitando

as vantagens do processo MIG/MAG.

Atualmente o processo MIG/MAG é bastante utilizado pela sua

flexibilidade em diversos tipos de metais. É valido ressaltar que seu processo é

compatível com os requisitos ambientais.

1.2 O processo de soldagem

Existem diversas maneiras de unir materiais, tendo uma mesma união

diversos processos envolvidos. O melhor método aplicado será definido pela

sua garantia de uma boa produção, qualidade e menor custo empregado.

Agregando tais valores, a soldagem entra como principal processo no que diz

respeito à fabricação, montagem e manutenção no ramo industrial.

Soldagem consiste basicamente na junção de uma ou mais peças, que

tende a garantir a continuidade das propriedades físicas e químicas de

materiais metálicos. Este processo pode ou não ser realizado com material de

adição (utilização de um eletrodo ou vareta), ou até mesmo sem presença de

uma fase líquida. Esse material de adição é definido pelo acréscimo de material


5

depositado em uma determinada peça ou preenchimento de uma determinada

cavidade.

Existem diversas variações da aplicação da soldagem podendo servir

como junção de duas peças de reparo, superfícies desgastadas, ou até mesmo

como revestimento para proteção.

1.3 Método de União de Metais

Os processos de soldagem podem ser classificados de acordo como é

realizado a união dos materiais. A seguir são mostradas tais classificações:

Soldagem por Fusão: A soldagem é realizada pela junção de duas ou mais

superficies, com ou sem metal de adiação. A figura 1 abaixo mostra um

processo a arco eletrico com metal de adição.

Figura 1 – Processo de soldagem a arco elétrico

Soldagem por Resistência: As bordas das peças são unidas por fundição,

geralmente por pressão, sem metal de adição.

Soldagem por pressão: As bordas são unidas pela força aplicada nas

superfícies.


6

Brasagem: O material de adição é aquecido e depositado no metal de base,

ocorrendo apenas à fusão do metal de adição.

1.4 Soldagem a Arco Elétrico

O arco elétrico é uma descarga elétrica em um meio gasoso

parcialmente ionizado, que geram uma fonte de calor capaz de fundir metais.

Na soldagem MIG/MAG o arco elétrico se localiza entre a ponta do eletrodo e o

metal de base. Em geral, o eletrodo é fundido pelo arco e fornece metal de

adição para a solda (soldagem com eletrodos consumíveis), existindo

processos em que o eletrodo (em geral, de tungstênio ou grafite) não se funde

de forma que seja principal para o processo (soldagem com eletrodos não

consumíveis).

Nos processos de soldagem à arco, a quantidade de calor fornecida à

junta influencia nas dimensões e o formato do cordão de solda, dependendo da

corrente e tensão elétricas fornecidas ao arco. Estes influem também na

grande maioria dos processos na velocidade de soldagem, isto é, a velocidade

com que o arco é deslocado ao longo da junta.

A corrente na soldagem é uma das variáveis de fundamental importância

que determina à penetração do cordão de solda e a velocidade de fusão do

eletrodo, consequentemente a taxa de deposição. A tensão na soldagem, em

geral, controla o comprimento do arco, ou seja, a distância entre a ponta do

eletrodo e o metal base ou entre os eletrodos que mantêm o arco e a largura

do cordão de solda.

Quanto maior for a velocidade de soldagem, menor será a quantidade

de energia recebida por unidade de comprimento da junta e, em geral, menores

serão as dimensões do cordão. Finalmente, deve se deixar claro que, para se

garantir uma estabilidade e controle adequados do processo e se obter um

cordão de solda com um formato adequado, não se pode selecionar valores de

corrente, tensão e velocidade de soldagem de forma aleatória.

No que diz respeito ao arco elétrico, a soldagem apresenta uma série de

particularidades, iniciando pelo fato de que, por razões de segurança, a maioria

da tensão de trabalho comum utilizadas nos processos mais usuais é de até


7

100 V, enquanto que para iniciar uma descarga elétrica no ar são necessários

cerca de 5000 V.

É importante estudar o comportamento do arco elétrico na soldagem,

porque é através dele é que o processo de soldagem ocorre. Uma soldagem

com boa qualidade é dada através do perfeito entendimento e controle do arco

elétrico. O calor fornecido pelo arco gera a poça de fusão, e consequentemente

através de reações químicas, a homogeneização das partículas dos materiais a

serem soldadas. As forças geradas no arco são responsáveis pela

transferência do metal de adição do eletrodo até a peça. Em grande parte, o

projeto da fonte de soldagem é determinado pela necessidade de estabilizar o

arco elétrico.

1.4.1 Corrente na soldagem

Considerando todas as variáveis do processo constantes, aumentando

apenas a corrente, ou seja, a velocidade do arame-eletrodo obtêm-se uma

maior penetração do cordão de solda, com maiores profundidades. De acordo

com a tabela abaixo se observa as variações do cordão de solda e de suas

propriedades de acordo com a variação da corrente.

Tabela 1 – Variáveis e perfil do cordão.

Velocidade de

Alimentação Baixa Média Alta

Corrente Baixa Média Alta

Taxa Deposição Pequena Média Grande

Penetração Baixa Média Alta

Perfil do Cordão


8

1.4.2 Tensão na soldagem

Em relação à tensão temos diferentes características, mas com a sua

variação podemos adquirir propriedades significativas no arco como o principal

dele que é o aumento do aporte térmico. Além disso, pode-se causar um

alargamento e achatamento do cordão, crescimento da largura da poça de

fusão. Entretanto essa variação muito alta pode causar problemas como

aumento da ZTA (Zona Termicamente Afetada), porosidade, respingos e

mordeduras. Outro fator, com a diminuição da tensão, seria aumentar a altura

do cordão e seu estreitamento. A tabela abaixo mostra as diferenças no cordão

quando se varia a tensão.

Tabela 2 – Perfil do cordão de solda com as variações da tensão e do arco

Tensão Alta Média Baixa

Arco Longo Médio Curto

Perfil do Cordão

1.4.3 Gás de proteção

O objetivo principal desta variável é proteger a solda de gases externos,

propícios à geração de imperfeições, e na parte física do cordão com a forma

estética final e a penetração na peça. Existem dois parâmetros ajustáveis que

irão juntos realizar essa função, o tipo de gás e a vazão do mesmo. O tipo de

gás utilizado pode ser inerte, ativo ou o composto dos dois junto. Dos gases

inertes o mais utilizado no processo MIG/MAG é o argônio devido a sua

abrangência e eficácia, outros gases como Helio, é menos comum devido ao


9

custo, e somente são utilizados em casos específicos. Dos gases ativos os

mais utilizados são o oxigênio, o CO2.

A vazão do gás é regulada através de uma torneira de pressão

localizada na tocha e é calculada pelo medidor de pressão na saída do cilindro.

A regulagem dessa variável depende da tensão e da corrente empregada no

sistema, caminhando proporcionalmente a elas, evitando a porosidade e a

contaminação de óxidos.

1.4.4 Corrente contínua (CC)

Corrente continua pode ser definida como a que se obtém a partir do

estabelecimento de uma diferença de potencial entre dois terminais (pólos)

cujas polaridades são invariáveis no tempo. A corrente que sai das fontes de

soldagem apesar de sofrerem uma pequena variação, afins didáticos é

considerada corrente contínua constante.

Quando a intensidade de uma corrente contínua varia periodicamente no

tempo é denominada de corrente continua pulsada. Este tipo de corrente pode

ser utilizado na soldagem TIG e MIG/MAG quando se deseja obter efeitos

diferenciados.

1.4.5 Corrente Alternada (CA)

Corrente alternada pode ser definida como a que se obtém a partir do

estabelecimento de uma diferença de potencial elétrico entre dois terminais,

cuja polaridade é alternadamente positiva e negativa.

1.4.6 Polaridade

Propriedade que determina o sentido da passagem de corrente

elétrica por um trecho de um circuito elétrico, ou seja, o potencial de um

extremo a outro. A polaridade na soldagem pode ser classificada como direta e

inversa.

Independente da polaridade (direta ou inversa) a corrente elétrica

sempre é passada do pólo negativo para o positivo.


10

Na polaridade direta é considerado como referência sempre o eletrodo

(pólo negativo) e a peça como pólo positivo.

Na polaridade inversa é considerado como referência sempre o eletrodo

(pólo positivo) e a peça pólo negativo.

1.5 Mecanismos de soldagem

Dos mecanismos usados nos processos de soldagem, existem 4 tipos

que estão classificados abaixo:

Soldagem Manual: è considera soldagem manual quando o soldador

realiza 4 operações:

- Manuseia a tocha/eletrodo no cordão de solda (descendente);

- Manuseia a tocha/eletrodo na linha da soldagem

(deslocamento);

- Análise do cordão de solda;

- Análise de qualidade e acabamento.

Soldagem semi-automática: Soldador realiza as operações:

- Manuseia a tocha/eletrodo na linha da soldagem

(deslocamento);

- Análise do cordão de solda;

- Análise de qualidade e acabamento.

Soldagem Mecanizada: Operador realiza:

- Análise de qualidade e acabamento;

- Avaliação e procura da linha a ser soldada.

Soldagem Automática: Quando o soldador não realiza nenhuma

função ou:

- Análise do cordão, acabamento e qualidade.


11

Descontinuidades

2

2.1 Descontinuidades comuns

O processo de Soldagem MIG/MAG é bastante eficiente se aplicado

corretamente as variáveis do processo, tais como a escolha do tipo e

composição do arame a ser utilizada, a velocidade de alimentação em conjunto

à velocidade de soldagem, comprimento do eletrodo e distância da tocha a

peça, posicionamento da tocha nas diferentes posições de soldagem, a tensão

e corrente de soldagem, a utilização correta dos gases de proteção (inertes

e/ou ativos) e, não menos importante, a técnica de manipulação (que envolve a

experiência do soldador e/ou a automatização do processo). Porém, defeitos

de solda podem ocorrer por práticas inadequadas na soldagem.

Geralmente os defeitos encontrados são falta de penetração, falta de

fusão, mordedura, porosidade e trincas longitudinais.

2.2 Falta de penetração

Falta de penetração é a ausência de profundidade da solda na peça.

Geralmente ocorre devido a uma baixa corrente de soldagem, podendo ser

corrigida simplesmente aumento dessa corrente. Outras causas podem ser

angulação incorreta da tocha e baixa velocidade de soldagem. A figura abaixo

mostra exemplos de falta de fusão.


12

Figura 2 - Exemplos de falta de penetração

2.3 Falta de Fusão

Falta de fusão é a ausência de fusão entre o metal de solda e peça a ser

soldada. A causa mais comum para este defeito é uma baixa velocidade de

soldagem, conseqüência de uma técnica de soldagem deficiente. Outro

inconveniente é o uso de uma junta de solda muito larga, o metal de solda

fundirá sem fundir as paredes da peça. Mesmo sendo possível soldar sobre

óxido de ferro (ferrugem), o excesso do mesmo pode causa falta de fusão na

soldagem. A figura abaixo mostra um exemplo de falta de fusão em uma junta

de topo.

Figura 3 - Exemplo de falta de fusão


13

2.4 Mordedura

Mordedura é um baixo relevo das bordas do cordão de solda (entalhe do

metal de base ao longo das bordas do cordão). É muito comum em juntas

sobrepostas, ocorrendo, porém em juntas de topo e em ângulo. Esse defeito é

causado principalmente por: alta velocidade da soldagem (a solidificação será

extremamente alta e as forças de tensão superficial arrastarão o metal fundido

para o centro do cordão), tensão do arco em níveis excessivos (que

influenciará no comprimento do arco, que deve ser mantido curto para evitar

mordeduras, aumentar a penetração e, consequentemente, garantir a

integridade da solda) e correntes de soldagem excessivas. A figura abaixo

mostra exemplos de mordeduras em juntas de topo e sobrepostas.

Figura 4 - Exemplos de mordedura

2.5 Porosidade

Porosidade é o aprisionamento de gases dentro do cordão após a

solidificação. A porosidade pode estar espalhada aleatoriamente pelo cordão

ou concentrada no centro do mesmo. Acontece devido à contaminação por ar

atmosférico (contaminação proveniente do excesso ou escassez de gás de

proteção, ou correntes de ar excessivas, que arrastarão o gás da região da

poça), excesso de oxidação na peça utilizada (fonte de oxigênio e umidade),

presença de sujeira. Outros inconvenientes são taxa de solidificação muito alta,

velocidade de soldagem alta e valores de corrente muito baixos. A figura

abaixo mostra exemplos de porosidade em soldas de ângulo e topo.


14

Figura 5 - Exemplos de porosidade

2.6 Trincas longitudinais

Trincas longitudinais são fissuras que ocorrem em sentido longitudinal

da peça, no sentido do cordão, e podem ocorrer a quente ou a frio. Trincas a

quente, que ocorrem em temperaturas elevadas onde o cordão de solda ainda

está se solidificando totalmente, são resultantes da escolha de arames de

solda incorretos e/ou circunstância que deixem o cordão de solda com

superfície excessivamente côncava, e trincas a frio, onde o cordão já se

encontra totalmente solidificado, ocorrem quando a seção transversal é muito

pequena para suportar as tensões atuantes ou devido à presença de

hidrogênio fusível. A figura abaixo mostra exemplos de trinca longitudinais.

Figura 6 – exemplos de trincas longitudinais


15

A figura abaixo mostra a descrição das descontinuidades mais comuns.

Figura 7 – Descontinuidades mais comuns nos processos de soldagem


16

Terminologia da Soldagem

3

3.1 Terminologia Geral

A terminologia da soldagem são palavras ou expressões técnicas que

são usadas para melhor caracterizar e propiciar um melhor entendimento na

soldagem.

Esta terminologia é empregada nacionalmente, e é determinada pela

norma AWS A 3.0, conforme a tabela 3 abaixo.

Tabela 3 – Designação abreviada dos processos de soldagem

Designação AWS Processos de

Soldagem

EGW- electrogas welding soldagem eletro-gás

ESW - electroslag welding soldagem por eletro-

escória

FCAW – flux cored arc

welding

soldagem com arame

tubular

GMAW - gas metal arc

welding

soldagem MIG / MAG

GTAW - gas tungsten arc

welding

soldagem TIG

OAW - oxyacetylene

welding

soldagem oxi-

acetilênica

OFW - oxyfuel gas welding soldagem a gás

PAW - plasma arc welding soldagem a plasma

RW - resistance welding soldagem por

resistência elétrica

SAW - submerged arc

welding

soldagem a arco

submerso

SMAW - shielded metal are

welding

soldagem com eletrodo

revestido

Sw - stud welding solda de pino


17

3.2 Terminologia de soldagem

Abertura da raiz - mínima distância que separa as superfícies a serem unidas

por soldagem ou processos afins. (ver figura 8 (a) e (b)).

Ângulo do bisel - ângulo formado entre a borda chanfrada da superfície e um

plano perpendicular à superfície (mais ou menos a metade do ângulo do

chanfro). (ver figura 8 (a) e (b)).

Ângulo do chanfro - ângulo integral entre as bordas chanfradas das

superfícies. (ver figura 8 (a) e (b)).

Bisel - borda da superfície a ser soldada preparada na forma de ângulo (ver

fig. 8 (a) e (b)).

Figura 8 - (a) Junta preparada de topo, (b) junta preparada de ângulo (AWS,2003).


18

Cobre-junta - material (metal de base, solda, material granulado, cobre ou

carvão), colocado na raiz da junta a ser soldada, com a finalidade de suportar o

metal fundido durante a execução da soldagem.

Goivagem - operação de fabricação de um bisel ou chanfro pela remoção de

material.

Martelamento - trabalho mecânico, aplicado à zona fundida da solda por meio

de impactos, destinado a controlar deformações da junta soldada.

Junta dissimilar - junta soldada, cuja composição química do metal de base

dos componentes difere entre si significativamente.

Perna de solda - distância da raiz da junta à margem da solda em ângulo.

Passe de revenimento - passe ou camada depositado em condições que

permitam a modificação estrutural do passe ou camada anterior e de suas

zonas afetadas termicamente.

Solda autógena - solda de fusão sem participação de metal de adição.

Solda de aresta - solda executada numa junta de aresta.

Pós-aquecimento - aplicação de calor na junta soldada, imediatamente após a

deposição da solda, com a finalidade principal de remover hidrogênio difusível.

Pré-aquecimento - Aplicação de calor no metal de base imediatamente antes

da soldagem, brasagem ou corte.


19

Segurança na Soldagem

4

4.1 Práticas de segurança na soldagem

Assim como todo processo industrial, não diferentemente a soldagem,

se é necessário alguns cuidados com relação à segurança tanto do soldador

como do ambiente ao seu redor. Caso essas medidas não sejam impostas ou

ignoradas, os soldadores podem ficar expostos a choques elétricos, expostos a

radiação, inalação excessiva de gases e até mesmo possíveis explosões e

acidentes fatais.

4.2 Equipamentos de proteção individual

4.2.1 Roupas de proteção

Dentre os processos de soldagem, mais comum a arco elétrico, estes

propiciam uma geração de calor muito intensa, geram uma quantidade de

luminosidade elevada, e frequentemente respingos de metal líquido. Para

melhor garantir tais cuidados é de extrema importância utilização de

equipamentos que protejam o corpo, cabeça e principalmente os olhos, sem

que o soldador seja limitado em movimentos e manuseios operacionais.

Devido à sua maior durabilidade e resistência ao fogo, roupas de couro

são mais apropriadas para serem usadas. Tecidos sintéticos ou algodão não

devem ser usados a não ser que tenham sido devidamente tratadas para

resistirem ao fogo. Se possível, mantenha as roupas limpas de graxa ou óleo,

pois essas substâncias podem pegar fogo e queimar incontrolavelmente na

presença de oxigênio.

Evite fazer dobra em suas luvas ou calças, pois faíscas ou metal quente

pode cair nestas dobras. Ainda, mantenham as pernas das calças sobrepondo

suas botas (não dentro das botas) para evitar que as partículas quentes caiam

dentro das botas. Sugere-se o uso de botas de couro, com pescoço longo e

biqueira de aço.


20

Outras roupas de proteção que podem ser utilizadas são: avental,

perneira, ombreira, toucas. Além de melhor garantir proteção física, tais roupas

protegem contra choque elétrico.

Medidas que podem prevenir acidentes com choque elétrico é diminuir

ao máximo a umidade. Sempre que o soldador estiver transpirando muito,

tomar cuidado com o contato em partes que sejam sucessíveis a passagem de

corrente elétrica. As fotos abaixo mostram alguns dos equipamentos de

segurança que devem ser utilizados pelo soldador ao se realizar serviços

relacionados a soldagem.

Figura 9 – EPI’s para o corpo


21

Figura 10 – Luva e máscara facial

4.2.2 Radiação de arco elétrico

É essencial que seus olhos estejam protegidos da radiação do arco.

Uma pequena exposição aos raios ultra violeta (UV) pode causar sérios danos

a visão. Algo conhecido e mais comum de acontecer na maioria dos soldadores

é o fenômeno chamado “flash do soldador”. Embora essa condição seja sentida

várias horas após a exposição, estas causam um grande desconforto, e pode

resultar em inchaço dos olhos, secreção de fluidos e cegueira temporária.

Normalmente, o flash do soldador é temporário, mas a repetição ou

exposição prolongada pode levar a uma lesão permanente dos olhos. Outra

recomendação importante é a não utilização de lentes de contato em pessoas

que estejam em contato com a radiação do arco elétrico. Este pode causar a

colagem da lente, agregando sérios riscos à visão.

Capacetes e mascaras de proteção previnem danos causados pela

radiação do arco. O filtro encaixa-se numa janela na parte frontal da mascara e

pode ser removido e recolocado facilmente. As mascaras são feitas de fibra de

vidro, para também proteger sua cabeça, face, ouvido e pescoço de choques

elétricos, calor, faíscas, e chamas. Abaixo segue a tabela que mostra o filtro

mais indicado para cada tipo de processo com suas respectivas características.


22

Tabela 4 – Tipos de filtros utilizados na soldagem


23

4.3 Inspeção e manutenção do equipamento e do trabalho

È importante antes de começar qualquer processo de soldagem, utilizar

entre 5 á 10 minutos verificando os equipamentos, aparelhos e acessórios que

serão utilizados para melhor garantir uma soldagem com maior qualidade.

4.3.1 Para o soldador

verificar se todas as conexões estão bem apertadas, incluindo o cabo

terra do equipamento;

verificar se o porta eletrodo e os cabos de soldagem encontram se em

boas condições;

verificar se os ajustes estão corretos para o trabalho que você está para

começar.

4.3.2 Para o trabalho em geral

verificar as condições da área de trabalho: deve-se seguir as

precauções de segurança normais ou deve-se usar equipamentos e

proteções especiais;

verificar se os cabos de soldagem são de bitola adequada para o seu

trabalho;

verificar se os cabos estão distribuídos a evitar superaquecimento. Não

se deve deixar os cabos enrolados durante a soldagem para evitar o

efeito bobina;

verificar se os cilindro de gases estão distribuídos adequadamente;

verificar se os cilindros estão em segurança;

verificar se a peça de trabalho está estável e fácil de alcançar de onde

você está posicionado;

verificar se cabo terra está conectado seguramente;

verificar se o isolamento entre seu corpo e a peça de trabalho é

suficiente;

verificar se há ventilação suficiente na sua área de trabalho.


24

Soldagem MIG/MAG

5

5.1 Introdução

O processo de soldagem MIG/MAG consiste na deposição de um

elétrodo nu consumível no metal de base, que é liquefeito no calor do arco

elétrico. Em relação ao MIG (Metal Inert Gás) é utilizado um gás de proteção

inerte (Argônio e Hélio), e o MAG (Metal Active Gás) um gás de proteção ativo

(Gás Carbônico, Oxigênio e Nitrogênio), em muitos casos usa-se uma mistura

de um inerte com ativo. O elétrodo é constituído por um eletrodo-arame que é

bobinado em um carretel por um motor, onde esse conjunto é denominado de

cabeçote que pode ou não está embutida a fonte.

5.2 Principais vantagens e desvantagens

5.2.1 Vantagens

A versatilidade do processo por ser semi-automático, podendo

também ser adaptado para soldagem automática;

A alimentação contínua do eletrodo;

A execução da soldagem em todas as posições;

Elevada velocidade de soldagem;

A alta taxa de deposição devida à densidade de corrente alta na

ponta do arame;

Por não ter escória, não tem risco de inclusão da mesma na

soldagem de vários passes e não perde tempo para remoção de

escória;

Penetração da raiz é mais uniforme comparado ao eletrodo

revestido;

Problemas como os de distorção e tensões residuais são menores;


25

Possibilita o controle da penetração e a diluição durante o processo

de soldagem.

5.2.2 Desvantagens

Aumento na tendência de trincas, principalmente em aços

temperáveis, devido a maior taxa de resfriamento proporcionada

pela falta da produção de escória;

A soldagem deve ser protegida de corrente de ar;

Operação com maior dificuldade em locais de difícil acesso, pois o

bocal da pistola precisa ficar próximo do metal-base a ser soldado;

Grande emissão de raios ultravioleta;

Equipamento de soldagem mais caro comparado ao do eletrodo

revestido e equipamento menos portátil também.

5.3 Diferença entre MIG/MAG

A diferença do MIG para o MAG está no tipo de gás utilizado na

proteção da poça de soldagem. Esse gás de proteção pode ser inerte ou ativo,

os inertes mais conhecidos são o argônio e o hélio, já o ativo é o CO2.

O gás de proteção impede que o arame-eletrodo e a poça de fusão

sejam contaminados por gases da atmosfera local e impurezas contidas no

ambiente. O gás ativo atua na abertura e na continuidade do arco elétrico. Já o

gás inerte atua na abertura, controle e manutenção do arco, influenciando no

fluxo da poça de fusão. O gás tem fator importante na qualidade da solda,

interferindo diretamente no cordão, poça de fusão e visual da peça a ser

soldada. Em relação à condutibilidade térmica de um gás, quanto maior, mais

estreita será a coluna de plasma, consequentemente aumentando a densidade

de corrente, aumenta a temperatura, aumenta a penetração no cordão. A figura

abaixo mostra a penetração e formato em diferentes tipos de gases.


26

Figura 11 – Efeito dos diferentes tipos de gases sobre o formato do cordão

Em relação a sua característica e sua aplicabilidade de cada gás pode-

se fazer a seguinte classificação de acordo com a tabela abaixo.

Tabela 5- Mistura de gases e suas aplicações

GÁS OU MISTURA COMPORTAMENTO

QUÍMICO APLICAÇÕES

Argônio (Ar) inerte Quase todos metais (exceto

aço)

Hélio (He) Inerte Al, Mg, Cu, e suas ligas

Ar + 20 a 50% He Ativo Idem He (melhor que 100%

He)

Nitrogênio (N2) Ativo Cobre e suas ligas

Ar + 20 a 30% N2 Ativo Idem N2 (melhor que 100% N2)

Ar + 1 a 2% O2 Ativo Aço Inox e algumas ligas de

Cu

Ar + 3 a 5% O2 Ativo Aço C e alguns baixa liga

CO2 Ativo Aço C e alguns baixa liga

Ar + 20 a 50% CO2 Ativo Diversos aços – curto circuito

Ar + CO2 + O2 Ativo Diversos aços

As operações de soldagem também podem ser realizadas de diversas

maneiras: manual, semi-automático, mecanizada e automática. Sendo o

processo MIG/MAG considerado semi-automático e automático.


27

5.3.1 Gases ativos

O processo com esse tipo de gás é geralmente utilizado para a

soldagem de aços carbonos e de aços baixa liga, uma de suas vantagens é o

baixo custo, e as maiores velocidades de soldagem e a elevada penetração

comparados ao hélio e argônio. A desvantagem desse tipo de gás é elevada

quantidade de respingo, e a atmosfera do arco oxidante podendo assim causar

porosidade.

5.3.2 Gases inertes

Os gases inertes são geralmente empregados para soldagem de

materiais não ferrosos, principalmente materiais reativos, como, o alumínio, o

magnésio e o titânio. Esse gás inerte utilizado na soldagem MIG é composto

pelo argônio, pelo hélio, ou a mistura deles. O argônio tem a vantagem de

maior estabilidade, e na maior penetração central comparado ao hélio, mas o

hélio tem a vantagem de melhor condutividade térmica e maior calor gerado no

arco, ou seja, maior aporte térmico.


28

Equipamentos

6

6.1 Equipamentos básicos

Os equipamentos necessários para a realização da soldagem MIG/MAG,

estão listados e mostrados na figura abaixo.

Figura 12 – Equipamentos do processo de soldagem MIG/MAG

(1) Fonte de energia – Ponto de alimentação da energia elétrica e uma

diferença de potencial (DDP) ao processo, seguindo os seguintes requisitos

abaixo:

a) Produzir saídas de corrente e tensão em níveis e com características

adequadas para o processo de soldagem (baixa tensão e alta corrente);

b) Permitir a regularem adequada dos valores de corrente e/ou tensão

para as aplicações a que se destinam;

c) Controlar a variação da intensidade e forma dos sinais de corrente

e/ou tensão, de acordo com os requerimentos do processo de soldagem e

aplicação.

(2) Tocha de soldagem – A forma de transição da corrente elétrica ao

arame se dar através do bico de contato presente na tocha. Os espaços

contidos no bocal servem para a passagem do gás de proteção. Já para o


29

controle do fluxo do arame. A figura abaixo mostra os componentes detalhados

da tocha.

Figura 13 – Componentes da tocha do processo de soldagem MIG/MAG

(3) Fonte de gás – Permite a proteção da poça de fusão, influenciando

numa melhor qualidade da solda. Pode servir como manutenção do arco.

(4) Alimentador de arame - Por ser um processo semi-automático, a

sua velocidade é controlada. Essa alimentação é feita através do cabeçote que

é contido um carretel que é bobinado continuamente até o bocal da tocha

(Conduíte – material feito geralmente cobre onde passa o arame energizado

transformando assim em eletrodo).

6.2 Alguns procedimentos antes e após a soldagem

Depois de verificar os equipamentos e, se necessário, aplicar alguma

preparação de junta ou lixamento, é importante também analisar os parâmetros

da soldagem, que por sua vez deve ser cuidadosamente observado, devido ao

fato de que existe um grande numero de variáveis, algumas delas podem ser

citadas: velocidade de alimentação do arame, a corrente da soldagem,

posicionamento da tocha, comprimento do eletrodo e a distancia da tocha á

peça, vazão de gás de proteção, enfim, essas variáveis aludem a um contexto

que predeterminam, por exemplo, o tipo de junta.


30

Após a realização do cordão de solda, deve-se a conferir o mesmo,

verificando a possibilidade de descontinuidades, com grande chance de

presença de porosidade e respingos, o que são freqüentes na soldagem

MIG/MAG.


31

Variáveis do processo

7

7.1 Parâmetros simétricos e vetoriais

Essa etapa é controlada pelo operador no momento da realização da

soldagem, passo que avalia a qualidade do profissional executante da

soldagem.

7.2 A inclinação da tocha

É o parâmetro simétrico que ira designar a geometria do cordão se mais

largo ou mais estreito, mais profundo ou mais raso, de maior ou

de menor espessura, como mostra na tabela 6 e na figura 13.

Tabela 6 – Influência do ângulo da tocha.


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Figura 13 – Conseqüências do ângulo da tocha durante a soldagem.

7.3 O comprimento do arco

É a distância do início de saída do bocal da tocha até o início da

formação do arco, também chamada de "stick–out" ela vai ser ajustada de

acordo com a velocidade de deposição do material de adição no momento da

execução da soldagem, ultrapassar o ponto ideal acarretará em instabilidade

no arco. Isto propicia a formação de descontinuidades e influencia na

penetração e fusão do metal de adição com o de base. A figura abaixo mostra

o perfil do cordão de solda com diferentes Stick-out.


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Figura 14 – Demonstração do cordão de solda diante de cada altura.

7.4 A velocidade da soldagem

É uma das variáveis que é definida depois de se caracterizar todas as

variáveis acima. Mesmo com todas elas corretas o manuseio do operador na

velocidade e trançado será extremamente necessário para a qualidade da

solda, os defeitos mais comuns no erro desta variável são a mordedura e a

porosidade.


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Transferência metálica

8

8.1 Transferência curto-circuito

É um modo de transferência que é realizada pelo contato do eletrodo

consumível e a peça, onde gotas pequenas, próximas do diâmetro do arame

são destacadas quando se há o contato eletrodo-peça. Essa transferência

também é caracterizada pela baixa tensão e baixa corrente. A sua utilização

está voltada para chapas finas e soldas fora de posição.

Para melhor garantir uma boa estabilidade do arco na técnica de curto-

circuito devem ser empregadas correntes baixas. A tabela abaixo mostra os

tipos de arame e suas respectivas correntes utilizadas.

Tabela 7 – Diâmetro do arame utilizado e suas respectivas correntes

8.2 Transferência aerossol (Spray)

O modo de transferência por spray é caracterizado pela sua grande

quantidade de gotas produzidas, e pela pequena quantidade de respingo.

Essas gotas têm dimensões menores que o diâmetro do arame e são

projetadas pela coluna do arco com velocidade. Entretanto existe uma limitação


35

nesse modo de transferência, que é o de só poder soldar na posição plana e

horizontal.

Figura 15 – Transferência metálica por aerossol

8.3 Transferência Globular

Esse tipo de transferência é caracterizado pela grande quantidade de

respingo ocasionada pela instabilidade do arco, e pela deposição de gotas

maiores que o diâmetro do arame. Essa transferência é realizada praticamente

pela ação da gravidade, e por esse motivo limita-se para soldagens nas

posições plana e horizontal. A figura abaixo mostra didaticamente como ocorre

os três tipos de transferência metálica.


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Figura 16 – Tipos de transferência metálica

8.4 Transferência pulsada

Este modo de transferência se diferencia dos demais, pois as

dimensões da gota e a freqüência de projeção das mesmas são controladas

pelo equipamento de soldagem, o modo de transferência é mesmo do spray.


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Arame tubular

9

9.1 Soldagem por arame tubular

O arame tubular é um eletrodo contínuo de seção reta tubular, com um

invólucro de aço de baixo carbono, aço inoxidável ou liga de níquel, contendo

desoxidantes, formadores de escória e estabilizadores.

Com a vantagem de produção e versatilidade do processo MIG/MAG,

sem a necessidade de manipulação de fluxos, criou-se um processo

semelhante ao MIG/MAG. Este processo é comum atualmente chamá-lo de

MAG com arame-eletrodo tubular. O arame-eletrodo possui materiais

formadores de gases e vapores de proteção do arco e formadores de escória

de cobertura.


38

Juntas na soldagem

10

10.1 Tipos de junta


39

Posições de soldagem

11

11.1 Junta de topo

Plana: A soldagem é feita no lado superior da junta.

Figura 17 – Solda de topo na posição plana

Horizontal: O eixo da solda é aproximadamente é inclinada.

Figura 18 – Solda de topo na posição horizontal

Sobre-cabeça:

Figura 19 – solda de topo na posição sobre-cabeça


40

Vertical: o eixo da solda é na posição vertical.

Figura 20 – Solda de topo sentido vertical

11.2 Juntas de filete

Figura 21 – junta de filete na posição vertical

Figura 22 – junta de filete na posição horizontal

Figura 23 – Solda de filete na posição vertical


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Figura 24 - Solda de filete na posição sobre-cabeça

11.3 Soldas em tubulações

Figura 25 – Solda em uma tubulação na posição plana

Figura 26 – Solda em uma tubulação na posição horizontal

Figura 27 – Solda em uma tubulação na posição circunferencial


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11.4 Soldas em chapas com juntas de ângulo

Soldas em chapas com chanfro


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11.5 Soldas em tubos com chanfro


44

Referências

12

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desempenho. São Paulo, Artliber editora, 2008.

WAINER, Emílio; BRANDI, Sérgio Duarte; HOMEM DE MELLO, Fábio

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FIGUEIREDO, Kléber Mendes de.Tecnologia da Soldagem. Departamento de

mecânica e materiais. São Luis, 2005.

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de Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Belo Horizonte, maio de 2006

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Materiais. Belo Horizonte, fevereiro de 2007.

HOFFMANN, Luzzatto Soldagem técnicas, manutenção, treinamento e

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