iiw - a1

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A Electricidade na Soldadura por Arco Elctrico

1Srgio Alentado

MDULO A1

A Electricidade na

Soldadura por Arco

Elctrico


2Srgio Alentado

- Conhecer os princpios do arco elctrico.

Objectivos

No final deste modulo, o formando dever ser capaz de:

1. Conhecer o princpio de funcionamento do arco elctrico.

2. Identificar os termos principais utilizados em soldadura.

3. Explicar resumidamente o processo de gerao de calor no arco

elctrico.

4. Explicar resumidamente o processo de transferncia de metal no arco

elctrico.

5. Explicar resumidamente o processo de formao do banho em

fuso/cordo.

O Arco Elctrico

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3Srgio Alentado

O Arco Elctrico

O Arco Elctrico forma-se quando h uma aproximao repentina

entre dois condutores energizados e o campo elctrico associado

se torna denso o suficiente para permitir a passagem de electres

pelo ar.

O Arco Elctrico


4Srgio Alentado

Os Protes e Electres

tomo Globalmente

Globalmente o nmero de protes igual ao nmero de electres

Electro Proto

O Arco Elctrico

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5Srgio Alentado

Os Ies

Mas e se agora o nmero de protes j no for igual ao nmero

de electres

Os tomos que ganham electres originam ies negativos

Os tomos perdem electres originam ies positivos

O Arco Elctrico


6Srgio Alentado

Os Ies em movimento

Os ies so produzidos e entram

em movimento pela aplicao de

elevadas energias aos tomos, no

nosso caso atravs da aplicao

de voltagem elctrica.

O processo no qual a partir de

tomos, forma-se ies designa-se

por ionizao.

O Arco Elctrico

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7Srgio Alentado

A ionizao

Os electres vindos do elctrodo

negativo colidem com as molculas

e tomos do ar, desmembrando-os

em ies e electres livres e

tornando aquele espao de ar um

condutor de corrente devido

ionizao.

O Arco Elctrico


8Srgio Alentado

Parmetros do Arco Elctrico

Tenso

(Volt) VIntensidade

(Intensidade) I

O Arco Elctrico

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9Srgio Alentado

O Arco Elctrico

Definio de Arco Elctrico

Num meio gasoso, entre dois elctrodos com diferena de potencial

adequada, pode estabelecer-se um arco elctrico e mant-lo.

Um dos elctrodos o nodo (plo positivo da fonte de potncia) e

o outro o Ctodo ligado ao plo negativo.

Pelo efeito da diferena de potencial existente entre os dois elctrodos,

prximos um do outro, os electres deslocam-se do ctodo (-) e

projectam-se em direco ao nodo (+).

Dependendo do trajecto atravs do meio gasoso, o choque dos

electres com os tomos de gs, torna livres outros electres.

Esta reaco em cadeia permite estabelecer o arco elctrico.


10Srgio Alentado

No arco elctrico, movem-se trs tipos de partculas:

-Os electres, com extrema mobilidade, movem-se do ctodo para o nodo;

-Os ies positivos, tomos que perderam um electro dirigindo-se para o

ctodo;

- Os ies negativos, tal como o oxignio que podem captar um electro para

ceder um io negativo, que caminha para o nodo.

Dado que os ies tem menos mobilidade que os electres, a corrente

quase integralmente assegurada pelo movimento dos electres.

Definio de Arco Elctrico

O Arco Elctrico

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11Srgio Alentado

Em resumo, o arco elctrico composto

por trs zonas:

-(a) A mancha Catdica, recebe os ies

positivos e emite electres.

Junto desta mancha existe uma grande

queda de potencial;

- (c) A mancha Andica, submetida ao

bombardeamento electrnico (electres),

a variao de potencial nesta zona a

mais acentuada;

- (b) A coluna de arco, ou coluna plasma,

une as duas manchas formando um

condutor gasoso, a queda de potencial

na coluna de arco linear e baixa.

O Arco Elctrico

Zonas do Arco Elctrico


12Srgio Alentado

Para que a soldadura se efectue correctamente, o arco

elctrico deve ser estvel, o gs participa em muito na

estabilidade do arco. O gs deve ser facilmente ionizvel

para libertar electres e poder assim favorecer a emisso

dos mesmos mancha catdica.

O Arco Elctrico

Concluso (Arco Elctrico)

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13Srgio Alentado

Modos de Proteco

Modos de Proteco

Por escria +

emisso gasosa

Por injeco

gasosa

Elctrodo Revestido

Arco Submerso

MIG / MAG

TIG

Plasma


14Srgio Alentado

Soldadura por Elctrodos Revestidos


Abreviaturas:

SER (PT)

MMA (UE)

SMAW (USA)

111 (EN ISO 4063)

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15Srgio Alentado


Instalao


16Srgio Alentado

Funes do Elctrodo


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17Srgio Alentado

Principio



18Srgio Alentado

Revestimento Aplicaes Caractersticas

RUTILOAos ao carbono

~ = -

Bom aspecto do cordo

Fuso macia

Escria facilmente destacvel

Caract. mecnicas mdias

BSICOAos de qualidade

= +

Baixo teor de h2 no cordo

Diminuio de fissuras

Escorvamento difcil

Escria bastante aderente

Arco instvel

CELULSICO

Tubos

Todas as posies

= +

Arco instvel

Pouca escria

Forte penetrao

Tendncia fissurao pelo h2

GRAFTICOFerro fundido

= +

Cordo de elevada dureza

(fragilidade)

Os Elctrodos Revestidos


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19Srgio Alentado

Taxa de Depsito


Intensidade (A)

DIAGRAMA TERICO DE

DEPSITO DE UM ELCTRODO (Factor

de Marcha = 100% arco sempre aberto)

NA PRTICA:

Taxa Terica =40 g/min % Arco Aberto =15 % Taxa Real 6 g/min


20Srgio Alentado


Vantagens e Desvantagens

Vantagens:

Solda a maioria dos metais

Equipamentos Simples eEconmicos

Usa AC e DC

Solda em Todas as Posies

Boa Acessibilidade e Mobilidade

Desvantagens:

Comprimento fixo dos Elctrodos(230 a 460 mm)

Limitao da capacidade de corrente mxima

Baixo Rendimento 1 Kg/h

Factor de marcha 30%

Limitado a esp. de 200 mm

Ligas leves (Al) e materialreactivo (Ti)

Existncia de Escria

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21Srgio Alentado

Processos com Proteco Gasosa

Processos com Proteco Gasosa


22Srgio Alentado

Soldadura MIG/MAG

Soldadura MIG/MAG

Processo de Soldadura Com

Proteco Gasosa e Fio Elctrodo

Slido Contnuo

Abreviaturas:

MIG Metal Inert Gas (UE/PT)

MAG Metal Active Gas (UE/PT)

GMAW (USA)

131 MIG (EN ISO 4063)

135 -MAG (EN ISO 4063)

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23Srgio Alentado

Instalao

Soldadura MIG/MAG


24Srgio Alentado

Gases

Soldadura MIG/MAG

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25Srgio Alentado

Utilizaes

Soldadura MIG/MAG


26Srgio Alentado

O Fio macio

Soldadura MIG/MAG

Classificao pelos constituintes:

- Ao Fe - C - Mn

- Ao INOX

- Ligas de Nquel

- Ligas de Cobre

- Ligas de Alumnio

Arco Submerso

mm

MIG / MAG

mm

2,0 / 2,4 / 3,2 / 4,0 / 4,8 0,6 / 0,8 / 1,0 / 1,2 / 1,6 / 2,0

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27Srgio Alentado

A transferncia Metlica (Modos Transferncia)

Soldadura MIG/MAG


28Srgio Alentado

A transferncia Metlica (Modos Transferncia)

Soldadura MIG/MAG

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29Srgio Alentado

Regimes de Transferncia

Soldadura MIG/MAG


30Srgio Alentado

Influncia dos Gases na estabilidade do arco

Soldadura MIG/MAG

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31Srgio Alentado

Influncia dos Gases na Soldadura

Soldadura MIG/MAG


32Srgio Alentado

PULVERIZAO AXIAL

(SPRAY - ARC)

> 6mm

GLOBULAR

2 a 6mm

CURTO - CIRCUITO

(SHORT - ARC)

0,5 a 2mm

Regime de arco Influncia na espessura do cordo

Soldadura MIG/MAG

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33Srgio Alentado

Soldadura MIG/MAG

Tcnicas Operatrias


34Srgio Alentado


Vantagens:

Solda todos os metais

Controlo da Penetrao Razovel

Usa DC (+) e AC


Factor de Marcha cerca de 60%

Automatizao, Elctrodo Contnuo

Baixos Nveis de Hidrognio

Sem Escria, excepto com CO2

Desvantagens:

Acessibilidade e Mobilidade

Faltas de Fuso (Colagens)

Limitado a espessuras de 50 mm(devido s colagens)

Risco de Incluses com CO2

Boas Competncias do Soldador

Grande sensibilidade s correntesde ar

Custos dos Gases de Proteco

Soldadura MIG/MAG

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35Srgio Alentado

Soldadura com fios fluxados

Processo de Soldadura Com

Proteco Gasosa e Fio Elctrodo

Fluxado Contnuo

Abreviaturas:

Fio Fluxado (PT)

FCAW (UE/USA)

Designaes (EN ISO 4063)

114 Fios Autoprotegidos

136 Fios c/Proteco Activa

137 Fios c/Proteco Inerte



36Srgio Alentado


O Fio Fluxado

Arco Submerso

mm

Fio Fluxado

mm

2,4 / 3,2 / 4,0 / 4,8 1,0 / 1,2 / 1,6 / 2,0

TUBO OU FOLHA

Ao Fe - C - Mn

FLUXO

RUTILO

FLUXO

BSICO

FLUXO DE P

METLICO

(Metal Cored)

FIO para

AO AO CARBONO

Fe - C - Mn

FIO para

AO BAIXA LIGA

TUBO ou FOLHA

Ao INOX

FLUXO

RUTILO

FIO para

AO INOX

normalmente, os fios fluxados so utilizados

com gs

existem fios fluxados com escria sem gs para

utilizao em estaleiro

exterior

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37Srgio Alentado


Tipos de Fios Fluxados

Seco tubular

(Tipo OERLIKON)

Folha Dobrada

(Rigidez)

Folha Encostada

(Fechado)Dupla Envoltura

(Mistura de Fluxos)

Fio cobreado Baixo teor em HIDROGNIO dometal depositado

Utilizado como um fio pleno clssico


38Srgio Alentado

Tcnicas Operatrias


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39Srgio Alentado



Vantagens:

Controlo da Penetrao Razovel

Usa DC


Factor de Marcha cerca de 60%

Automatizao

Elctrodo Contnuo

Desvantagens:

Acessibilidade e Mobilidade

Escria

Nveis de Hidrognio

Risco de Incluses



Custo dos Consumveis


40Srgio Alentado

Soldadura TIG

Processo de Soldadura

Tungstnio Inerte Gs

Abreviaturas:

TIG (UE/PT)

WIG (D)

GTAW (USA)

141 (EN ISO 4063)

Soldadura TIG

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41Srgio Alentado

Instalao TIG Manual

Soldadura TIG


42Srgio Alentado

Soldadura TIG

TIG Automtico e Robotizado

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43Srgio Alentado

Polaridades - UtilizaesTipo de corrente / elctrodo

Corrente contnua

Polaridade directa

Elctrodo de tungstnio toriado

(Ponta Amarela ou Vermelha)

Corrente contnua

Polaridade inversa

Elctrodo tungstnio puro

(Ponta Verde)

Corrente alternada

Elctrodo tungstnio puro

(Ponta Verde)

Utilizaes

Ao

Ao inox

Cobre

Lato

Titnio

Alumnio

Magnsio

Espessuras Finas

Alumnio e ligas

Magnsio

Soldadura TIG


44Srgio Alentado

Elctrodos

Soldadura TIG

Formas tpicas da ponta do

elctrodo de tungstnio

CORRENTE

CONTNUA

CORRENTE

ALTERNADA

TUNGSTNIO

TORIADO

TUNGSTNIO

PURO

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45Srgio Alentado

Tcnica Operatria

Soldadura TIG

SEM MATERIAL DE ADIO

COM MATERIAL DE ADIO


46Srgio Alentado

Vantagens e DesvantagensVantagens:

Solda todos os metais

Bom Controlo da Penetrao

Usa AC e DC (em funo domaterial)


Boa Acessibilidade, Automatizao

Baixos Nveis de Hidrognio

Sem Escria

Desvantagens:

Comprimento fixo do Consumvel(mx. 1000 mm, em vareta)

Baixo Rendimento 0,5 Kg/h

Factor de marcha 30%

Limitado a espessuras de 10 mm

Risco de Incluses de tungstnio


Grande sensibilidade s correntesde ar


Soldadura TIG

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47Srgio Alentado

Potncia do Arco Elctrico

Entrega Trmica

Q = f(A,V,v)


48Srgio Alentado

Quantidade de Calor Q [J/cm]

Intensidade de Corrente A [Ampere]

Tenso V [Volt]

Velocidade de Soldadura v [cm/min]

Variao de Q = Variao de Penetrao

Variao do Tamanho da Pea a Soldar

Potncia do Arco Elctrico

Entrega Trmica

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49Srgio Alentado

Terminologia Bsica em soldadura

Tipos de Juntas


50Srgio Alentado


Camadas vs Cordes de Soldadura

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51Srgio Alentado

Tipos de Cordes de Soldadura

Cordo corrido Cordo balanceado



52Srgio Alentado

Nomenclatura


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53Srgio Alentado

Nomenclatura (continuao)



54Srgio Alentado

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Documents