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Direcção de Formação

Italo FernandesItalo Fernandes

Processo de SoldaduraMIG/MAG – 131/135 - GMAW

Variantes ao Processo

Processos de Soldadura

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 2 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

EWE / IWE – Módulo 1.8

Temas a tratar neste módulo – Variantes ao Processo MIG/MAG

MIG/MAG – PulsadoMIG/MAG - Com Transferência ControladaMIG/MAG - Por PontosMIG/MAG - Chanfro Apertado (Narrow Gap)MIG/MAG - Alto RendimentoMIG/MAG - Multi-FioMIG/MAG - ACPlasma MIG/MAG

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 3 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

Temas a tratar neste módulo

Objectivos

Princípio de Funcionamento

Aplicações

Imperfeições Típicas e/ou Cuidados específicos

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 4 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG - PulsadoTipos de Fontes:

Rectificadores de Soldadura convencionais ou tipo inversor, semelhantes aos equipamentos convencionais

Permitem a modulação da corrente, seja directamente na fonte ou através de um controlo remoto

Mesmo tipo de controlo de arco, que no MIG/MAG convencional

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 5 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG - PulsadoPrincipio de Funcionamento:

Equivalente ao MIG/MAG convencionalUtilização de corrente pulsada de onda “quadrada”

Objectivos do Processo:Utilização do modo de transferência por Spray(pulverização axial), em todas as condições de aplicaçãoMelhor morfologia de cordãoMinimização dos riscos de colagensDiminuição da quantidade de salpicosExecução mais rápida, maiores taxas de fusão

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 6 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG - PulsadoDesvantagens e Dificuldades de utilização:

Dificuldades na parametrizaçãoOs Controlos de estabilidade de arco convencionais do MIG/MAG não funcionam em MIG/MAG Pulsado, implica maior dificuldade de operação e controlo do banho de fusão, requer um treino dos soldadores mais “apurado”

As dificuldades acima mencionadas levaram àdescontinuação do MIG/MAG Pulsado em equipamentos convencionais de MIG/MAG

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 7 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG - PulsadoTransferência em Pulsado:

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 8 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG - PulsadoA onda Pulsada:

- Teórica

- Real

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 9 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG - PulsadoConclusões:

As limitações do MIG/AMG em termos de modos de transferência menos adequados, é ultrapassado pela corrente pulsada que permite o destacamento em Spray

Menores valores de Entrega Térmica, logo menores deformações

Maiores taxas de depósitoUtilização de misturas ricas em Árgon (95%) são as que

permitem melhores resultadosGrandes dificuldades no controlo da estabilidade do arco

com os equipamentos convencionais.

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 10 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Princípio de Funcionamento:Fontes de Potência adaptadas, que permitem:

Comando directo da Corrente, isto é, a I éindependente do valor de velocidade de alimentação do fioModulação da corrente, passando-se a utilizar corrente pulsada de onda trapezoidalFontes com característica estática, em função do tipo de controlo de estabilidade do arcoSistemas electrónicos para o controlo da estabilidade do arco

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 11 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Vantagens do Processo:As vantagens já referidas para o MIG/MAG pulsado, adicionado um controlo perfeito da estabilidade do arco.“One Knob Machine”

Designações Comerciais do processo:MIG – SinérgicoMIG – Sinérgico PulsadoMIG – Pulsado com sinergiaMIG – Pulsado

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 12 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Sistemas Electrónicos de controlo da estabilidade do Arco Eléctrico:

Controlo Sinérgico

Controlo por Tensão de Arco

Controlo CC/CV.

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 13 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Controlo Sinérgico:

Controlo de 1ªgeração

Funciona em materiais resistivos

Fonte de característica estática de I cts (vertical)

Alimentador de velocidade variável ou não.

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MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Controlo Tensão de Arco:

Controlo de 1ªgeração

Funciona em materiais não resistivos

Fonte de característica estática de I cts (vertical)

Alimentador de velocidade fixa

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 15 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Controlo CC/CV:

Controlo de última geração, reúne as capacidades do controlo sinérgico e da tensão de arco

Funciona em todo o tipo de materiaisPermite modo de transferência em pulverização axial e em

curto-circuito controlado (minimizando o problam das faltas d efusão e salpicos)

Fonte de característica estática variável, isto é, na fase do pico a fonte têm curva do tipo I cts (vertical), na fase da base tem curva do tipo V (cts)

Alimentador de velocidade variável ou fixa

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MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Programação dos parâmetros:

Em termos práticos os utilizadores não necessitam de efectuar a programação dos parâmetros

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 17 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Onda típica usada:

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 18 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Influência dos vários parâmetros da onda pulsada na transferência , no depósito e na fusão:

Modo de transferência pretendido – Pulverização Axial (gotas de diâ. = ao diâ. do fio)

1 Só destacamento, por cada pulso e preferencialmente no último terço da duração do pulso

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 19 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Influência do destacamento na posição do pulso:

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 20 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Uma sógota por pulso

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 21 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Várias formas de onda

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 22 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Influência dos vários parâmetros da onda pulsada na transferência:

Ip >> Ic para garantir transferência por SprayDiâ. Gota = ao Diâ. Do fio ⇒Diâ.gota = (W/F) x A e pela

relação F/Imédio = R(W – taxa de fusão; F – Frequência da onda pulsada; A –Secção do fio, Imédio – Intensidade média da onda; R –Constante característica do material e dos eu diâ.)

1 Destacamento por pulso ⇒ Ip2 x Tp = K(K – Constante característica do material e dos eu diâ.)

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 23 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Influência dos vários parâmetros da onda pulsada na transferência:

Ib e Tb têm de garantir estabilidade do arco e não deixar o banho “congelar” ou o arco “apagar”

A taxa de fusão é W = E x Imédio

Imédio = [(Ip x Tp) + (Ib x Tb)] / (Tp + Tb)

A taxa de fusão W = (α x Imédio) + (β x l x Ip2 x Tp x F)

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 24 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Influência dos vários parâmetros da onda pulsada na nas características de deposição:

Imédio = W

Diâ. Fio e pretende-se Imédio – Cts = W

Se fio mais resistivo e pretende-se Imédio – Cts = W

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 25 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Influência dos vários parâmetros da onda pulsada na nas características da morfologia do cordão:

Se Imédio e Velo. Sold. – Cts

Penetração ; Diluição ; ângulo molhagem ; ângulo de fusão

Se Imédio – Cts e Velo. Sol.

Penetração (não é linear); Diluição ; ângulo molhagem ; ângulo de fusão

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 26 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Com Transferência Controlada

Valores tipo das constantes de parametrização:

Para E (W= E x Imédio) Aço, fio Ø 1,2 – 3,0 m/min/100AInox, fio Ø 1,2 – 3,2 m/min/100AAl, fio Ø 1,2 – 4,4 m/min/100A

Para K (Ip2 x Tp = K) Para R (F/Imédio = R) Aço, fio Ø 1,2 – 490 A2.s Aço, fio Ø 1,2 – 50 Hz/100AInox, fio Ø 1,2 – 315 A2.s Inox, fio Ø 1,2 – 70 Hz/100AAl, fio Ø 1,2 – 130 A2.s Al, fio Ø 1,2 – 90 Hz/100A

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 27 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Soldadura por Pontos

Aplicações:

Juntas sobrepostas chapa fina (esp. ≤ 5 mm)Juntas sobrepostas chapa de média espessura ( 5 < esp. ≤ 12 mm)

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 28 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Soldadura por Pontos

Cuidados Específicos:Bocais específicosTemporizadores de ciclo de soldaduraSuperfícies a soldar bem limpasAbertura de furos na chapa superior, quando se pretende aplicar a média espessura.

Imperfeições típicasPorosFaltas de fusão entre a 1º e a 2ª chapa

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 29 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Soldadura por Pontos

Acessórios:

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MIG/MAG – Narrow Gap (Chanfro Apertado)

Aplicações:Fortes espessurasMultipasseBordos direitos ou com ligeiro chanfro (< 18º)Espessuras a soldar de 25 a 300 mmAutomático ou mecanizado

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 31 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Narrow Gap

Cuidados específicos:Posicionamento da ponta do eléctrodoFontes de energia de alta potência, e com factor de marcha de 100%Garantir a fusão lateral dos chanfrosTécnicas especiais para a rotação da ponta do eléctrodo (dois fios enrolados ou tubos de contacto com o furo em espiral)Protecção gasosa especialBocais especiais e com isolamento eléctricoJuntas de suporte

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 32 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Narrow Gap

Defeitos típicos:PorosidadeFaltas de fusão laterais

Alimentação de fio Típicas:

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 33 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Alto Rendimento

Denominações típicas:Rapid meltRapid ArcLinde FastT.I.M.E.

Princípios gerais de funcionamento:Taxas de fusão de (velocidades de alimentação de fio mais elevadas (de 8 a 30 m/min)Extensões livres de eléctrodo maiores (de 15 a 30 mm)

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 34 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Alto Rendimento

Princípios gerais de funcionamento:Tensões de arco mais elevadasGases de protecção específicos (misturas boa condução térmica – He, que permitam maior desenvolvimento de calor – CO2, O2, boa estabilidade de arco-eléctrico – Ar)

Ex.: Ar+ He (20 a 30%)+ CO2 (10 a 5%)+ O2 (5 a 0,5%)

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 35 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Alto Rendimento

Vantagens:Altas taxas de depósito (6 a 20 Kg/h)Grandes velocidades de soldadura (50 a 200 cm/min)Boas penetrações laterais e em profundidadeDestacamento em Spray – ProfundidadeDestacamento em Rotacional – Lateral

Aplicações:Juntas de canto e sobrepostas

(PA e PB)Juntas topo-a-topo (PA)Mecanizações e automatizações

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 36 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Multi-Fio

Posicionamento dos fios:ParaleloTandem

Fontes de energia:Uma (um só arco-eléctrico), normalmente tocha com dois fiosDuas (dois arcos-eléctricos), montadas em paralelo

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 37 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Multi-Fio

Vantagens:Altas taxas de depósitoGrandes velocidades de soldadura

Aplicações:Juntas de canto e sobrepostas (PA e PB)Juntas topo-a-topo (PA)Enchimentos (pouco usado)Mecanizações, automatizações e robotização

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 38 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Multi-Fio

Cuidados específicos:Tochas especiaisControlo da distância entre os dois fios (problemas de instabilidade do arco-eléctrico, e tamanho da gota final)

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 39 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – MIG/MAG - AC

Principio de funcionamento:Fontes do tipo “Sinérgico Pulsado”, com modulação da corrente ACFase DC-: AquecimentoFase DC+: Destacamento da gota

Aplicações:Alumínios (principalmente), em todo o tipo de juntasOutros materiais só em juntas de canto e sobrepostasChapa fina (≤ 5 mm)Automatizações e Robotização

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 40 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – MIG/MAG - AC

Vantagens:Maiores taxas de depósitoMaiores folgas nas preparações (maior tolerância)

Cuidados específicos:Maior controlo na penetração, apresenta piores resultados, que o MIG/MAGBoa relação entre a duração da fase negativa e positiva, em função do que se pretende (se penetração se enchimento)

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 41 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – MIG/MAG - AC

AC influência na penetração:

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 42 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – MIG/MAG - AC

AC melhor comportamento com folgas:

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 43 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – MIG/MAG - AC

AC Juntas tipo:

Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 44 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Plasma MIG

Principio de funcionamento:Plasma ⇒ Penetração (Key-hole)MIG ⇒ Enchimento da junta

Aplicações:Automatizações e mecanizaçõesAço inoxidável e AlumíniosTopo-a-topoMédias espessuras (de 6 a 15 mm)

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Processo de Soldadura MIG/MAG – Variantes – 45 / 45IF/Rev. 1 (2003-11-20)

MIG/MAG – Plasma MIG

Vantagens:Uma só passagem permite maior espessura soldadaMaior Produtividade e Velocidade de Soldadura

Cuidados específicos:Alinhamento entre a tocha de Plasma e a tocha de MIGDistância entre ambas as tochas