Soldagem PLasma:FUNDAMENTOS:A soldagem a arco plasma (Plasma Arc Wedding PAW) um processo que produz unio por fuso daspartes a serem unidas atravs de um arco eltricoestabelecido entre um eletrodo de tungstnio, noconsumvel, e a pea ou um bocal constritor. O arcoplasma restringido por um bocal constritor que limitaseu dimetro e aumenta consideravelmente aintensidade da fonte de calor. So utilizados doisfluxos de gases, iguais ou diferentes. O primeiro,inerte, circunda o eletrodo e sai por um orifcio no bocalconstritor, chamado gs de plasma. O segundo fluxoserve para proteo e passa por um bocal externo,concntrico ao bocal constritor e pode ser inerte ouuma mistura de gases.Existem duas variaes bsicas do processo a arcoplasma: arco transferido (aberto entre o eletrodo e apea) e arco no transferido (estabelecido entre oeletrodo e o bocal constritor).Na segunda, o calor necessrio para a fuso transmitido s peas somente pelo gs de e pode serusado na unio de materiais no metlicos, como vidros,plsticos, etc. e tambm quando se deseja minimizar aenergia de soldagem.Na soldagem de peas condutoras, o arco transferido mais usado, pela sua melhor eficincia.A soldagem a arco plasma pode ser manual oumecanizada, com pequenas adaptaes no equipamentoe ambas variaes so bastante usadas. O processopode ser empregado em qualquer posio.O arco na soldagem plasma bastante estvel, dealta intensidade, e o cordo de solda pouco afetadopela distncia da tocha de soldagem pea,permitindo, na soldagem manual, maior liberdade deoperao ao soldador.Devido grande estabilidade e excelente controle dafonte de calor, o processo pode ser usado na soldagemde peas de espessura muito pequena, inferior a 1 mm,com intensidade de corrente de soldagem na faixa deuns poucos Ampres e uma tocha apropriada, sendoneste caso, o processo chamado de microplasma.A soldagem a arco plasma aplicvel maioria dosmetais e a muitos materiais no metlicos, mas seucusto relativamente elevado e pode, s vezes,inviabilizar seu uso em algumas aplicaes.------------------------Equipamentos:O equipamento de soldagem plasma mais complexoque os usados em outros processos de soldagem a arco,exigindo cuidados especiais e manuteno mais difcil.Um conjunto bsico consiste de uma fonte deenergia, sistema para abertura do arco, uma tocha desoldagem plasma, fonte de gases e sistema decontrole. Diversos dispositivos auxiliares podem serusados na soldagem mecanizada.A fonte de energia usada do tipo correnteconstante, contnua ou pulsada e tm capacidade parafornecer correntes entre 100 e 500 A, normalmente.As fontes para soldagem microplasma geralmentefornecem corrente a partir de 0,1 at correntes dealgumas dezenas de Ampres. Em qualquer dos casos, oajuste de corrente geralmente pode ser feito compreciso relativamente grande.As tenses necessrias para manter a descargaeltrica num arco a plasma so mais elevadas que asnormalmente usadas nos processos convencionais e asfontes devem ser especficas para este processo.Fontes convencionais ligadas em srie podem serusadas em situaes especiais.A abertura de arco pode ser feita por um ignitor dealta freqncia ou arco piloto. As tochas a arcotransferido fazem uso deste ltimo sistema, quenecessita de uma fonte de energia auxiliar paraalimentar o arco piloto.As tochas servem para suportar o eletrodo, forneceros gases de plasma e de proteo de forma adequada efazer a constrio do arco, alm de permitir omanuseio e a utilizao segura para o soldador.As tochas plasma so geralmente refrigeradas a gua(s vezes, gua desmineralizada ou filtrada). Tochaspara soldagem manual tm menor capacidade, devidoao menor peso, para facilitar a operao. Tochas parasoldagem mecanizada normalmente so de altacapacidade.As tochas possuem bocais constritores com um oumltiplos orifcios de sada. Diferentes configuraes(em linha, em crculos e outras formas geomtricas)tm sido avaliadas mas a mais usada aquela com umorifcio central, ladeado por dois outros orifcios demenor dimetro, com uma seo transversal igual a umquarto da seo do orifcio central, em linha, dandouma forma alongada ou ovalada ao arco, que permitegrandes velocidades de soldagem quando o eixo maiorest paralelo direo de soldagem, resultando emgrande produtividade e soldas com zona termicamenteafetada relativamente estreita.Algumas tochas permitem a troca do bocalconstritor, podendo-se variar o dimetro ou nmero deorifcios. Tochas para soldagem manual em geralapresentam apenas um orifcio central.As fontes de gases devem incluir cilindros do gs deplasma e de proteo, reguladores de presso e devazo e mangueiras. O controle da vazo do gs deplasma feito com preciso relativamente alta, j queesta uma importante varivel do processo.O sistema de controle permite o ajuste das diversasvariveis operacionais, o acionamento adequado dosequipamentos e dispositivos auxiliares (soldagemmecanizada) e pode estar numa unidade de controlenica ou disperso nos vrios equipamentos quecompem uma estao de soldagem plasma.Os dispositivos auxiliares usados na soldagemmecanizada so similares aos usados na soldagem TIG,(alimentadores de arame, sistemas de movimento,sistemas de oscilao do arco, etc.).----------------------------------Consumiveis:Os consumveis da soldagem plasma so os gases deplasma e de proteo e os metais de adio. Oseletrodos de tungstnio, apesar de no consumveis, sedesgastam durante o processo.O gs de plasma deve ser inerte com relao aoeletrodo e partes da tocha. Normalmente so usados oargnio, o hlio, o nitrognio e misturas destes.Hidrognio pode ser adicionado para facilitar aabertura do arco e pode ser interrompida depois deiniciado o arco.O argnio mais usado como gs de plasma, devido aoseu baixo potencial de ionizao (facilita a abertura doarco, particularmente em equipamentos que utilizam oarco piloto). Normalmente usado na soldagem de aoscarbono, aos de alta resistncia e metais reativoscomo o titnio e o zircnio.Melhores resultados podem ser conseguidos commisturas argnio-higrognio ou argnio-hlio, emcertos casos. A quantidade de hidrognio numa misturadeve ser escolhida em funo do metal de base a sersoldado. Misturas argnio-hlio resultam em maiorpotncia gerada no arco, para uma mesma corrente desoldagem.A soldagem com hlio puro aumenta a potncia doarco, permitindo operar com maiores velocidades.Entretanto, isto geralmente implica em maior desgastedas tochas e reduo de sua vida til.Na soldagem com alta corrente, geralmente se usa omesmo gs para plasma e para proteo. Na soldagemcom baixa corrente, o gs de proteo pode serdiferente, sendo o CO2 muito usado para estafinalidade, devido ao seu baixo custo.Os metais de adio usados na soldagem plasma so osmesmos usados na soldagem TIG e MIG/MAG, podendoser fornecidos na forma de varetas, para a soldagemmanual, e de fios enrolados em bobinas, para a soldagemmecanizada.De modo geral, utiliza-se metal de adio decomposio qumica similar do metal base e existeuma grande variedade de metais disponveis.Os eletrodos de tungstnio so os mesmos usados nasoldagem TIG, e podem ser de tungstnio puro ouligados. Eletrodos de tungstnio puro so geralmenteusados em corrente alternada e tm baixa capacidadede conduo. Eletrodos com adies de xidos sousados em corrente contnua e/ou alternada e possuemmaior capacidade de conduo e durabilidade.Os eletrodos so normalmente apontados, com ongulo da ponta variando entre 20 e 60o. A ponta podeser aguda ou tronco-cnica, com dimetro da parteplana de aproximadamente 0,8mm, para eletrodos dedimetro de 3,2 ou 4,0mm, e proporcionalmente menorpara eletrodos de menor dimetro. A ponta deve sersimtrica e concntrica com o eletrodo.-----------------------------Tecnica Operatoria:A soldagem a arco plasma pode ser feita utilizando-seduas tcnicas: por fuso, semelhante aos outrosprocessos a arco, e keyhole ou furo.A tcnica da fuso normalmente usada em soldagemmanual e com fluxo de gs de plasma e corrente desoldagem mais baixos. Metal de adio na forma devareta pode ser usado e normalmente adicionado poa de fuso. Esta tcnica pode ser usada na soldagemcom um ou mais passes.A tcnica do keyhole usada para uma certa faixade espessura de metal de base, com combinaesespeciais de fluxo de gs de plasma, corrente evelocidade de soldagem, produzindo uma poa de fusorelativamente pequena e que penetra totalmente nometal base.O jato de plasma produz um pequeno furo na regioda junta, que levado adiante com o movimento datocha de soldagem. Durante o deslocamento, o metalfundido pelo arco forado a se deslocar em torno dojato de plasma, formando atrs deste a poa de fuso,que fecha o furo nesta regio e se solidifica, tornandoa junta soldada. No usado metal de adio namaioria das vezes. Esta tcnica permite a soldagemcom penetrao total, em passe nico.A soldagem plasma que usa a tcnica do keyholeopera no limite entre a soldagem e o corte e s usada em soldagem mecanizada.As principais variveis da soldagem plasma so acorrente de soldagem, o dimetro do orifcio do bocalconstritor, a vazo de gs de plasma e a velocidade desoldagem.A influncia da corrente de soldagem na geometria docordo de solda semelhante a que acontece nos outrosprocessos de soldagem a arco e seu ajuste deve levarem conta a vazo de gs de plasma.O tipo de corrente mais usado contnua com eletrodonegativo. Corrente contnua com eletrodo positivo podeser usada em situaes especiais, na soldagem detitnio e zircnio.Corrente alternada com estabilizao por altafreqncia pode ser usada na soldagem de alumnio.Corrente pulsada contnua ou alternada podem tambmser usadas.O dimetro do orifcio do bocal constritor influidiretamente na concentrao do arco e na intensidadedesse. De modo geral, tochas para soldagem possuemmaiores orifcios que tochas para corte. O dimetro doorifcio deve ser escolhido em funo da espessura daspeas a unir e aumenta com o aumento destas. Onmero de orifcios e a distribuio destes tambminfluencia a distribuio de calor e a geometria docordo de solda.O efeito da velocidade de soldagem similar ao queocorre nos outros processos de soldagem a arco.A tenso de soldagem no regulada diretamente noequipamento e fica determinada pelos outrosparmetros operacionais, tendo influncia apenas naescolha da fonte de soldagem. Na soldagem plasma aarco no transferido a tenso de operao do arco pouco influenciada pelo stand-off.Como o arco na soldagem plasma tende a ser cilndricoe no cnico, a distncia da tocha pea tem poucainfluncia na geometria do cordo, dentro de certoslimites. De modo geral, esta distncia maior nasoldagem TIG, permitindo melhor visibilidade efacilitando a operao.A seqncia de operao semelhante usada nasoldagem TIG e pode sofrer ligeiras modificaes,dependendo do tipo de equipamento usado,particularmente do tipo de iniciao do arco.----------------------------Aplicaoes industrias:A soldagem a plasma pode ser feita em qualquerposio, com velocidade elevadas, com menor energia desoldagem e maior razo penetrao/largura do cordo,com vantagens significativas na soldagem de materiaisde baixa soldabilidade ou aplicaes em que se desejauma alta produtividade ou maior preciso dimensionalda pea soldada (costura de tubos de parede fina de Al,Ti ou ao inoxidvel e soldagem em passe nico, semmetal de adio, at espessuras em torno de 12mm).A alta estabilidade do arco permite o uso deintensidade de corrente muito baixa, adequada parasoldagem de peas de pequena espessura, difceis oumesmo impossveis de serem soldadas por outroprocesso a arco.