1Tecnologia da soldagemTecnologia da soldagem

CURSO DE ESPECIALIZACURSO DE ESPECIALIZAO EM O EM SOLDAGEM SOLDAGEM -- CESCES

DocenteDocente::

Manoel Carreira Neto, Dr. Eng. Manoel Carreira Neto, Dr. Eng.

Salvador Salvador BABA20102010

TTpico:pico:

2 2 -- Transferncia MetTransferncia Metlicalica

Por que estudar o processo de transferncia metPor que estudar o processo de transferncia metlica?lica?Por influenciar diferentes caracterPor influenciar diferentes caractersticas do processo de soldagem, como:sticas do processo de soldagem, como:

qq FormaFormao e no e nvel de respingo (salpico);vel de respingo (salpico);

qq FormaFormao e no e nvel de fumos;vel de fumos;

qq PosiPosio de soldagem;o de soldagem;

qq A geometria do cordo;A geometria do cordo;

qq Valor de Valor de lloo;;

qq O tipo de equipamento e proteO tipo de equipamento e proteo gasosa.o gasosa.

E quais os fatores que influenciam no modo de transferncia?E quais os fatores que influenciam no modo de transferncia?qq Os valores de tenso e corrente;Os valores de tenso e corrente;

qq A polaridade;A polaridade;

qq A composiA composio quo qumica e o dimetro do eletrodo;mica e o dimetro do eletrodo;

qq Tipo e composiTipo e composio do meio de proteo do meio de proteo;o;

qq ProjeProjeo do arame em relao do arame em relao ao bico de contato (o ao bico de contato (stickstick outout););

qq Presso atmosfPresso atmosfrica.rica.

2ClassificaClassificao dos modos de transferncia meto dos modos de transferncia metlicalicaNomenclatura mais utilizada Nomenclatura mais utilizada aquela proposta pelo IIW (baseada em aquela proposta pelo IIW (baseada em aspectos fenomenolaspectos fenomenolgicos).gicos).

Modos de Modos de transferncia transferncia metmetlica e posslica e possvel vel ocorrncia.ocorrncia.

TTcnicas comuns utilizadas no estudo da transferncia metcnicas comuns utilizadas no estudo da transferncia metlica:lica:

qq MMtodo mecnico (recolhimento das gotas);todo mecnico (recolhimento das gotas);

qq MMtodo fotogrtodo fotogrfico (filmagem em alta velocidade fico (filmagem em alta velocidade 101033 a 10a 1044 quadros/s);quadros/s);

qq MediMedies dos efeitos secundes dos efeitos secundrios (Irios (Iss, U, Uss, som, luminosidade)., som, luminosidade).

RepresentaRepresentao esquemo esquemtica tica dos modos de transferncia dos modos de transferncia metmetlica segundo o IIW.lica segundo o IIW.

Faixa de transferncia em Faixa de transferncia em funfuno dos valores de IS e U.o dos valores de IS e U.

3NSIM

Processo I

Quais os efeitos do modo de transferncia sobre a poQuais os efeitos do modo de transferncia sobre a poa de fuso?a de fuso?

Curto circuitoCurto circuito SpraySpraySpray Spray

rotacionalrotacionalPulsadoPulsado

TandemTandem

Fem Fem

Fpa

FgotaFgFg

Fpa

FbMetal de basePoa

Gota

Tocha

Regiodo Arco

Regio deimpacto das gotas

RepresentaRepresentao das o das forforas atuantes na as atuantes na popoa de fuso.a de fuso. RepresentaRepresentao dos o dos

perfis de agitaperfis de agitao o da poda poa de fuso.a de fuso.

Influncia do tipo de Influncia do tipo de transferncia sobre transferncia sobre a direa direo de o de crescimento.crescimento.

Influncia do tipo de Influncia do tipo de transferncia sobre transferncia sobre

o modo de o modo de crescimento e a crescimento e a

formaformao de o de defeitos.defeitos.

E sobre o modo de E sobre o modo de crescimento e a incidncia de crescimento e a incidncia de defeitos?defeitos?

4Transferncia metTransferncia metlica tipo lica tipo curto circuitocurto circuitoCaracterCaractersticas:sticas:

-- Valo baixo de Valo baixo de lloo (baixa tenso) e geralmente usando mistura rica em CO(baixa tenso) e geralmente usando mistura rica em CO22;;

-- FormaFormao de uma ponte lo de uma ponte lquida entre a poquida entre a poa e o arame (tenso superficial);a e o arame (tenso superficial);

-- Baixo nBaixo nvel de corrente (menor aporte de calor);vel de corrente (menor aporte de calor);

-- Ocorrncia periOcorrncia peridica de curtos (mudandica de curtos (mudana de Ia de Iss para para IIcccc) ) 20 a 200 curtos/s;20 a 200 curtos/s;

-- GeraGerao de salpicos (no de salpicos (nvel da exploso dependendo de vel da exploso dependendo de IIcccc e indutncia).e indutncia).

RepresentaRepresentao esquemo esquemtica da tica da ocorrncia de curto circuito e a ocorrncia de curto circuito e a variavariao dinmica dos sinais de o dinmica dos sinais de corrente e tenso.corrente e tenso.

TxTxfusofuso < < TxTxalimentaalimentaooFFcurtocurto = = ttcccc//ttsoldagemsoldagem

Quadros mostrando a ocorrncia Quadros mostrando a ocorrncia de curto circuito (filmagem de alta de curto circuito (filmagem de alta velocidade).velocidade).

Expanso do plasma durante intervalos Expanso do plasma durante intervalos de 25 de 25 mms (caracters (caracterstica explosiva stica explosiva

regime transiente atregime transiente at os 10 os 10 mms).s).

Obs: A dinmica de subida da Obs: A dinmica de subida da IIcccc(indutncia) ir(indutncia) ir influenciar a formainfluenciar a formao o de salpicos e vapores metde salpicos e vapores metlicos e a licos e a possibilidade de mergulho do arame na possibilidade de mergulho do arame na popoa antes do destacamento.a antes do destacamento.

5Baixa indutnciaBaixa indutncia

Alta indutnciaAlta indutncia

OscilogramasOscilogramas mostrando a transferncia em curto circuito.mostrando a transferncia em curto circuito.

6VariaVariao do tempo de arco o do tempo de arco apagadoapagado, arame , arame em curto, em funem curto, em funo do valor de Uo do valor de U00..

VariaVariao do valor mo do valor mdio do dio do TTccccem funem funo do valor de Uo do valor de U00..

Obs: A transferncia em curto circuito propicia a reduObs: A transferncia em curto circuito propicia a reduo no calor aportado (tempo o no calor aportado (tempo de arco de arco apagadoapagado) e a possibilidade de falta de fuso na soldagem de pe) e a possibilidade de falta de fuso na soldagem de peas as espessas (o que torna o processo atrativo para pequenas espessurespessas (o que torna o processo atrativo para pequenas espessuras).as).

Transferncia metTransferncia metlica tipo lica tipo globularglobular-- Valo intermediValo intermedirio de rio de lloo, arco inst, arco instvel e presenvel e presena de respingos;a de respingos;

-- FormaFormao de uma grande gota na ponta do arame (dimetro da gota (o de uma grande gota na ponta do arame (dimetro da gota (DD) ) superior ao valor do arame (superior ao valor do arame (dd));));

-- Transferncia em vo livro, arco aberto, para poTransferncia em vo livro, arco aberto, para poa de fuso devido ao peso a de fuso devido ao peso prprprio da gota (combinaprio da gota (combinao o forfora gravitacional x tenso superficiala gravitacional x tenso superficial););

-- FreqFreqncia de destacamento representada por ncia de destacamento representada por F = 3.F = 3.TxTxaa.d.d22/(2.D/(2.D33));;

Globular

It

Nm

eros

de

gota

s tra

nsfe

ridas

/ se

gund

o(

)

Volu

me

da g

ota

trans

ferid

a(

)

Goticular

Corrente

Zonade transio

-- Ocorrncia na soldagem a base Ocorrncia na soldagem a base de COde CO22, mesmo a elevada , mesmo a elevada corrente, e na soldagem a base corrente, e na soldagem a base de argnio para valores baixos de de argnio para valores baixos de corrente e altos de tenso (corrente e altos de tenso (lloo alto). alto).

RepresentaRepresentao da relao da relao o modo de transferncia x modo de transferncia x

caractercaractersticas das gotas sticas das gotas destacadasdestacadas..

7Transferncia globular sob o efeito Transferncia globular sob o efeito da forda fora reaa reao na regio cato na regio catdica dica

em atmosfera rica em COem atmosfera rica em CO22(repulso lateral (repulso lateral CCCC--).).

Transferncia globular sem o Transferncia globular sem o o efeito da foro efeito da fora reaa reao na o na

regio catregio catdica.dica.

RepresentaRepresentao esquemo esquemtica do tica do processo de transferncia globular.processo de transferncia globular.

Pontos catPontos catdicos mdicos mveis, veis, defletindo a gota lateralmente defletindo a gota lateralmente

(for(fora eletromagna eletromagntica), tica), geragerao de vapor ou plasma. o de vapor ou plasma.

..

ForFora de a de repulsorepulso

BAIXA CORRENTE E TENSO E ELEVADO COMPRIMENTO DE ARCO (GS DE PROTEO RICO EM ARGNIO)

FORMAO DE GRANDES GOTAS DE METAL LQUIDO NA PONTA DO ELETRODO SEMELHANTE A GOTEIRA

BAIXA FREQUNCIA DE DESTACAMENTO (0,1 A 1 GOTAS/S)

8OscilogramasOscilogramas mostrando a transferncia globular.mostrando a transferncia globular.

TRANSFERNCIA SPRAY OU PULVERIZAO

NA SOLDAGEM DE AO COM ELETRODO POSITIVO E PROTEO RICA EM ARGNIO, O DIMETRO DAS GOTAS DIMINUI GRADATIVAMENTE COM O AUMENTO DA CORRENTE AT Ic (CORRENTE DE TRANSIO)

EM Ic GOTAS PASSAM A SER PEQUENAS PARTCULAS E O ARCO ENVOLVE A PONTA DO ELETRODO

ARCO ESTVEL COM TRANSFERNCIA DOMINADA PELA FORA ELETRO MAGNTICA

GOTAS SO LANADAS POA DE FUSO COM ALTA FREQUNCIA E INDEPENDE DA POSIO DE SOLDAGEM

CORRENTES ALTAS INVIABILIZAM TRANSFERNCIA DO TIPO SPRAY PARA CHAPAS FINAS

Ic = f(COMPOSIO, DIMETRO E COMPRIMENTO DO ELETRODO, GS DE PROTEO)

9TRANSFERNCIA SPRAY OU PULVERIZAO

QUANDO CO2 OU HLIO SO USADOS COM ARGNIO A TAXA DE DESTACAMENTO AUMENTA COM O AUMENTO DA PORCENTAGEM DE ARGNIO Adies de CO2 so desejadas para se obter altas taxas de deposio sem transferncia por spray rotacional

PARA OS MESMOS PARMETROS DE SOLDAGEM Ic CAI COM AUMENTO DO COMPRIMENTO DO ELETRODO EFEITO JOULE

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VariaVariaes da transferncia Spray em aes da transferncia Spray em ao com elevao com elevao da correnteo da corrente

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Transferncia por corrente Transferncia por corrente PULSADAPULSADA

-- Metais como Al e Metais como Al e CuCu no no posspossvel utilizar transferncia por CCvel utilizar transferncia por CC-- InIncio da dcio da dcada de 60 pesquisadores do IIW desenvolveram cada de 60 pesquisadores do IIW desenvolveram equipamento de corrente pulsadaequipamento de corrente pulsada

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--Tempos muito longos de pico Tempos muito longos de pico transferncia spray com transferncia spray com alongamentoalongamento

-- UGPPUGPP

--Tempos de pico muito curtoTempos de pico muito curtoTransferncia globularTransferncia globular

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UGPPUGPP

VGPPVGPP

UGVPUGVP

VARIAES NO MODO DE TRANSFERNCIA

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VARIVARIVEIS DA SOLADAGEMVEIS DA SOLADAGEM

Existem ainda variExistem ainda variveis especveis especficas de cada processo eficas de cada processo eCarcterCarctersticassticas do material de base e adido material de base e adioo--Ponta do eletrodo e vazo do gPonta do eletrodo e vazo do gs para TIGs para TIG--SequnciaSequncia de soldagem e de passesde soldagem e de passes

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EFEITO DA CORRENTE E TENSO DO ARCOEFEITO DA CORRENTE E TENSO DO ARCO

-- A corrente estA corrente est relacionada regio de queda relacionada regio de queda -- PenetraPenetraoo-- A tenso estA tenso est recionadarecionada a coluna do arco a coluna do arco -- LarguraLargura