MIG/MAG

DEFINIÇÃO Também conhecida internacionalmente como GMAW (Gás Metal Arc Welding); Processo em que a união de peças metálicas dá-se pelo aquecimento destas com um arco elétrico entre um eletrodo metálico nu (consumível) e a peça de trabalho; Proteção da poça de fusão dá-se por um gás, ou mistura de gases, que podem ser inertes ou ativos;

CCPR é o mais usual (ESAB, 2005)

MIG ou MAG? MIG (Metal Inerte Gas): Quando o gás de proteção usado é inerte ou rico em gases inertes; MAG (Metal Active Gas): Quando o gás de proteção usado é ativo ou contém uma mistura rica em gases ativos;

CARACTERÍSTICAS Processo normalmente semi automático; Alimentação do arame eletrodo é motorizada; Movimento da tocha ao longo da junta e início e interrupção da soldagem realizada pelo soldador; Comprimento do arco mantido aproximadamente constante pelo sistema dentro de certos limites; Pode ser usada em uma ampla faixa de espessuras, metais ferrosos (MIG/MAG) e não ferrosos (MIG);

VANTAGENS SOBRE ER Alta taxa de deposição; Alto fator de ocupação do soldador; Grande versatilidade, quanto ao tipo de material e espessuras aplicáveis; Não existência de fluxos de soldagem; Ausência de operações de remoção de escória e limpeza; Exigência de menor habilidade do soldador;

DESVANTAGENS SOBRE ER Maior sensibilidade a variação dos parâmetros elétricos e forte interdependência destes; Necessidade de um rigoroso ajuste de parâmetros para se obter um determinado conjunto de características para o cordão de solda; Maior custo do equipamento; Maior necessidade de manutenção; Menor variedade de consumíveis;

INFLUÊNCIAS NO MODO DE TRANSFERÊNCIA DO ARCO Estabilidade do arco; Quantidade de gases absorvida pelo metal fundido; Aplicabilidade do processo em determinadas posições de soldagem; Nível de respingos gerados; Modos de transferência: Curto circuito, globular, spray ou aerosol e controlada;

TRANSFERÊNCIA POR CURTO CIRCUITO Baixos valores de tensão e corrente (distorção mínima); Normalmente usado para soldagem fora da posição; União de peças de pequena espessura; Apresenta grande instabilidade no arco com possível geração intensa de respingos; Estabilidade do arco aumenta com a frequência do curto circuito, até certo limite;

Frequência CC: 20 a 200 por segundo

TRANSFERÊNCIA GLOBULAR Ocorre com valores intermediários de tensão e corrente; Arco mais estável; Transferência mais caótica e imprevisível; Diâmetro médio das gotas é em média maior que o diâmetro do eletrodo e varia inversamente com a corrente de trabalho; Nível de respingos relativamente elevado;

TRANSFERÊNCIA SPRAY OU AEROSOL Ocorre para um valor de corrente acima do valor de “transição”; Gotas de metal pequena e de número elevado; Só ocorre para determinados gases ou mistura de gases; Arco bastante estável; Praticamente não ocorre respingos; Cordão obtido é suave e regular; Utilizável para qualquer posição de soldagem; Não utilizável na união de chapas finas, devido ao alto valor da corrente de trabalho;

Poça de fusão pequena, solda fora de posição Na solda de aço carbono, se o gás de proteção contiver mais que cerca de 15% de CO2, não haverá transferência por aerossol

TRANSFERÊNCIA CONTROLADA Diferentes modos de controle podem ser usados, porém a pulsada é a mais usual; Tipo de transferência aproximadamente globular, porém mais estável e uniforme; Pulsação da corrente entre dois patamares (corrente de transição); A introdução de uma nova variável (pulsação) no processo dificulta a seleção e otimização dos parâmetros de soldagem tornando-se um fator limitante;

Transferência metálica

REQUISITOS BÁSICOS PARA CONTROLE DA CORRENTE Velocidade de alimentação do arame deve ser igual a velocidade média de fusão do mesmo; O metal fundido na ponta do arame deve ser transferido para a poça de fusão sem causar grandes perturbações;

TÉCNICAS PARA O CONTROLE DO PROCESSO MIG/MAG Controle Sinérgico; Controle pela tensão ou comprimento do arco; Controle CVCC; Controle adaptativo.

CONTROLE SINÉRGICO Grupo de técnicas de controle no qual o valor e estrutura da corrente são determinados pela velocidade desejada de alimentação do arame; ou a velocidade do arame e estrutura da corrente são escolhidos em função da corrente média selecionada; Algoritmo sinérgico relaciona parâmetros de pulsação da corrente e velocidade do arame registrada através de um sensor;

CONTROLE PELA TENSÃO OU COMPRIMENTO DO ARCO Sinal de controle derivado da tensão do arco é usado para controlar a saída da fonte de energia;

CONTROLE CVCC Implementada para melhorar a capacidade de autoajuste do comprimento do arco na soldagem MIG/MAG pulsada; Opera com característica de corrente constante nos períodos de base e com característica de tensão constante durante o período de pico; Comprimento do arco passa a ser ajustado por variações na corrente durante o período de pico

CONTROLE ADAPTATIVO Envolve a medição de diferentes sinais durante a soldagem (variações de corrente, tensão, nível de luminosidade, perfil ótico ou acústico da poça de fusão); Os sinais são processados em termos de características do processo enviados para um sistema de controle; O resultado obtido em determinado instante é comparado com o resultado esperado e diferenças são corrigidas através de mudanças nos parâmetros de operação;

EQUIPAMENTOS NA SOLDA MIG/MAG

EQUIPAMENTOS NA SOLDA MIG/MAG Fonte de energia; Alimentador de arame; Tocha de soldagem; Fonte de gás protetor; Cabos e mangueiras; Dispositivos auxiliares (mecanizada); Posicionadores; Sistemas de movimento da tocha

FONTE DE ENERGIA

FONTE DE ENERGIA Fontes convencionais são, geralmente, do tipo transformador-retificador de alimentação trifásica; Faixa da tensão de saída de aproximadamente 18 a 50 volts; Tipo corrente constante (TIG e ER); Utilizada com alimentador de arame de velocidade variável; Tipo tensão constante (MIG/MAG) Utilizada com alimentador de arame de velocidade constante;

ALIMENTADOR DE ARAME

ALIMENTADOR DE ARAME Normalmente acionados por um motor de corrente contínua; Fornece arame a velocidade constante, ajustável em uma ampla faixa (um dos grandes desafios na solda MIG/MAG e FCAW); Poucas alterações vêm sido propostas no projeto dos alimentadores; Equipamentos com dois pares de roletes; Introdução de comando eletrônico; Utilização de sistemas eletrônicos;

Sistema com um par de roletes Sistema com dois pares de roletes

TOCHA DE SOLDAGEM

TOCHA DE SOLDAGEM Podem ser refrigeradas a água, ar ou pelo próprio gás de proteção; Constituído basicamente por: Punho ou suporte; Gatilho de acionamento; Bico de contato; Bocal; Conduíte

TOCHA DE SOLDAGEM Punho ou suporte Elemento manejado pelo soldador; Sustenta bico de contato, bocal, e gatilho de acionamento; Podem ser retas ou curvas do tipo “pescoço de ganso”;

TOCHA DE SOLDAGEM Bico de contato Tubo a base de cobre; Diâmetro interno ligeiramente maior que diâmetro do arame consumível; Serve de contato elétrico deslizante;

TOCHA DE SOLDAGEM Bocal Orienta o fluxo do gás protetor; Feito de cobre ou material cerâmico; Seu diâmetro deve ser compatível com a corrente de soldagem e fluxo de gás;

TOCHA DE SOLDAGEM Gatilho de acionamento Energiza o circuito de soldagem; Aciona o alimentador de arame; Aciona válvula solenóide que comanda fluxo de gás protetor da poça de fusão; Tudo simultaneamente

FONTE DE GÁS Pode advir de um cilindro acoplado ao próprio equipamento ou, em grandes instalações, de uma canalização apropriada; Contém reguladores de pressão e/ou vazão; Válvulas solenóides, que controlam abertura e fechamento do gás, são colocadas geralmente no alimentador de arame ou na fonte de energia; Podem ser usados misturadores de gases;

CONSUMÍVEIS

CONSUMÍVEIS Arame eletrodo; Gás de proteção; Anti respingo (Quase sempre);

ARAME ELETRODO Constituídos de metais ou ligas metálicas; Podem ser sólidos ou tubulares; Os tubulares podem ser classificados em: Flux cored: Contém, em seu interior, um fluxo similar ao usado nos eletrodos revestidos; Metal cored ou composite: Contém, em seu interior, uma mistura de pós metálicos; Autoprotegido: Arames preenchidos com um fluxo capaz de gerar toda a proteção necessária para o processo;

ARAME ELETRODO Tradicionalmente cobreados (arames tubulares em geral não são cobreados); A seleção do arame dá-se em função de: Composição química do metal base; Gás de proteção; Composição química e propriedades mecânicas desejadas para solda “Arames usados com proteção de CO2 devem conter maiores teores Si e Mn devido sua ação desoxidante”

ARAME ELETRODO A classificação pelas especificações AWS A 5.18 e A5.28 tem o seguinte formato:

GASES Podem ser inertes, ativos ou mistura destes; Utiliza-se, em geral, Ar, CO2, He , O2, N, e H2; He e CO2 caracterizam-se por possuir maior condutividade térmica que o Argônio; Influencia: Características do arco; Transferência de metal; Penetração, largura e formato do cordão de solda; Velocidade máxima de soldagem; Custo da operação; Qualidade da solda; AWS A5.32;

GASES

GASES

ANTIRRESPINGOS São fornecidos em pastas ou embalagens do tipo aerosol; Aplica-se sobre o bocal e o bico de contato da tocha e, algumas vezes, sobre o metal de base; Usados para facilitar a remoção de respingos; Certos líquidos são hidrogenados (podem contribuir para a formação de descontinuidades) e/ou possuem silicone (dificulta posterior pintura da peça);

TÉCNICA OPERATÓRIA

PRINCIPAIS VARIÁVEIS Tensão; Corrente; Polaridade do arco de soldagem; Velocidade de deslocamento; Vazão de gás protetor; Diâmetro do eletrodo “Stickout”;

DIÂMETRO DO ELETRODO Escolhido em função de: Espessura do metal de base; Posição de soldagem e outros fatores que influenciam no tamanho da poça de fusão; Quantidade de calor que pode ser cedida a peça;

CORRENTE DE SOLDAGEM Utiliza-se geralmente CCPR; Determinada em função de: Diâmetro do eletrodo; Espessura e tipo do metal de base; Geometria desejada para o cordão de solda;

TENSÃO Deve ser escolhida de acordo com: Afeta: Corrente de soldagem; Gás de proteção; Afeta: Comprimento do arco; Modo de transferência; Formato do cordão; Tensões muito baixas podem resultar em “overlap”;

STICKOUT Corresponde ao comprimento energizado do eletrodo; Diretamente proporcional ao aquecimento do arame por efeito joule; Dentro de certos limites pode ser usado para aumentar a taxa de deposição;

VAZÃO DO GÁS PROTETOR Deve proporcionar proteção eficiente contra a contaminação do arco; Quanto maior a corrente maior a poça de fusão e maior a vazão de gás necessária;

VELOCIDADE DE SOLDAGEM Influencia a energia de soldagem; Velocidades muito baixas elevam o custo e podem gerar problemas metalúrgicos; Velocidades muito elevada resultam em menores penetrações, reforço e largura do cordão e podem ocasionar aparecimento de defeitos como: Mordeduras; Falta de fusão; Falta de penetração;