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Glossário de conceitos básicos
(em ordem alfabética)

Conceito em destaque

Fontes de potência para soldagem a arco elétrico: Características e critérios de seleção
Fonte: Sérgio R. Barra (Site da Soldagem)             
Postada em: 08/04/17

Fontes de soldagem para processos a arco elétrico - Site da Soldagem

1. Conceito

A fonte potência para soldagem a arco elétrico é um equipamento, adequadamente projetado, voltado para fornecer, a partir de uma determinada característica de alimentação da rede elétrica (por exemplo, 110, 220 ou 380 V – AC e número de fases), o tipo desejado de corrente de saída (CA, CC e/ou CP) e, ao mesmo tempo, valores controlados da tensão de soldagem Us e/ou da corrente de soldagem Is, de formar a garantir uma satisfatória formação, manutenção e controle do arco elétrico, fusão do metal de adição e/ou a formação da zona fundida. Neste caso, o acionamento (forma de controle do sinal de saída) pode ser classificado como convencional (eletromecânico) ou eletrônico.

A imagem abaixo descreve o funcionamento básico de um transformador aplicado nas fontes de soldagem para processos a arco elétrico. Observa-se na figura que a corrente da rede de alimentação (CA), sujeita tensão elétrica de entrada, alimenta o enrolamento primário do transformador. Pelo princípio de que todo o fio condutor que é atravessado por uma corrente elétrica apresentará a indução de um campo magnético (proporcional ao número de espiras), as bobinas do primário provocarão um fluxo de campo magnético passando pelo secundário do transformador (linhas verdes no núcleo do transformador). Por sua vez, as espiras do secundário estarão sob a ação do campo magnético e, desta forma, promoverão a geração da corrente elétrica de saída (proporcional ao número de espiras do secundário). A retificação de CA para CC dependerá da presença de componentes eletrônicos específicos para este fim (diodos de retificação).

Representação esquemática do funcionamento básico de um transformador - Site da Soldagem
Figura 1 - Representação do princípio de funcionamento de um transformador.

2. Denominações normalmente encontradas

- Fonte de potência
- Fonte de energia
- Fonte de soldagem
- Máquina de solda (denominação inadequada!?)
- Máquina de soldagem (denominação inadequada!?)

3. Parâmetros de referência

3.1. Característica estática da fonte de soldagem (curva Is x Us)

Representa o comportamento dos valores “médios” da tensão e da corrente de saída em função da carga resistiva (por exemplo, o arco elétrico) e das características construtivas da fonte de soldagem.

a) Característica estática tipo “corrente constante” ou “tombante”

Neste tipo de característica estática, um acréscimo ou decréscimo no comprimento do arco “lo“ (indiretamente da tensão de soldagem) não provocará uma variação significava (brusca) no valor da corrente de soldagem imposta pela fonte de potência (vide figura 2a). Neste caso, mesmo para valores significativos de U, haverá pequenas variações em I (veja relação abaixo).
Característica estática do tipo corrente constante - Site da Soldagem
Aplicação: Usada nos processos de soldagem a arco elétrico ER, TIG, Plasma e AS*

b) Característica estática “tensão constante” ou “plana”

Neste tipo de característica estática, o chamado “controle interno” fará com que qualquer variação na distância entre o bico de contato e a peça (DCP) provoque uma mudança no comprimento do arco em relação à condição de equilíbrio (lo), além de uma alteração na taxa de fusão (alteração brusca na corrente de soldagem “Is”, relação abaixo, como forma de manter o comprimento do arco constante e em lo e, consequentemente, alterando a projeção do arame em relação ao bico de contato – stick-out), sem que haja alteração na velocidade de alimentação do arame. Vide figura 2b.
Característica estática do tipo tensão constante - Site da Soldagem
Aplicação: Usada nos processos de soldagem ao arco elétrico MIG/MAG, AT e AS*

Por sua vez, no “controle externo”, qualquer variação no valor de lo será detectada através da mudança de Us, a qual servirá como referência à execução de um ajuste automático da velocidade de alimentação do arame. Melhor dizendo, a corrente de soldagem permanecerá, aproximadamente, constante e o ajuste no valor de lo se dará pela flutuação da velocidade de alimentação do arame (va).

Aplicação: Usada nos processos de soldagem onde a dinâmica da fusão do eletro é dificultada pelo valor do diâmetro elevado do eletrodo (R = resistividade x ls/Aa) – por exemplo, o processo de soldagem a arco elétrico “Arco Submerso – AS”.

Curvas representando as características estáticas do tipo "corrente constante" e "tensão constante" - Site da Soldagem
Figura 2 - Características estáticas básicas apresentadas pelas fontes de soldagem a arco elétrico. Em (a) característica plana ou tensão constante e em (b) corrente constante ou tombante (Fonte: Barra, 2003).

Na figura 2, tem-se:

Curva do arco

É a curva que representa a relação entre a tensão de soldagem e a distância eletrodo peça (distância do posicionamento da ponta do eletrodo em relação ao metal de base/poça de fusão).

Ponto de operação

Caracteriza-se como o ponto de interseção entre a curva característica estática da fonte (I x U) com a curva do arco (lo x U).

Tensão em vazio ou “tensão de circuito aberto” (Uo)

Representa o valor máximo de tensão fornecido pela fonte de soldagem, quando o equipamento estiver na condição ligado, mas não soldando (sem carga resistiva) – valor de Uo na ordem de 70 V.

Característica dinâmica

É o comportamento da corrente em função do tempo (dI/dt). Por exemplo, como varia a corrente (A/ms) no momento do curto circuito ou durante a imposição de corrente pulsada (rampa de subida e/ou descida da corrente de pulso)

3.2. Fator ou Ciclo de Trabalho (FT ou Ctrab)

É a percentagem de tempo em que o equipamento pode operar em “arco aberto”, sem que o mesmo atinja a temperatura limite de trabalho definida pelo fabricante.
Fator deTtrabalho - Site da Soldagem
Exemplo:

Dados do fabricante – Ctrab-f = 60% a If = 300 A

O que se pretende saber – novo Ctrab para Is = 400 A?

Ctrab = (300/400)2/60 = 33%

Nesse caso, para cada 10 minutos de operação (tempo de referência), o arco ficará “aberto” por aproximadamente 3,3 minutos. Os 6,7 minutos restantes serão utilizados para o processo de “resfriamento” do equipamento abaixo da temperatura limite (arco fechado – não soldagem).

Classes das fontes de potência em função do Fator de Trabalho

I – 60 a 100%
II – 30 a 50%
III – até 20%

Observação:

Para os processos de soldagem a arco elétrico, que permitam condições de deposição semi ou automatizadas, como no caso dos processos MIG/MAG e Arame Tubular, o fator de trabalho recomendado é de 100% (Classe I). O mesmo não sendo necessário para o processo de soldagem ER (motivo básico: parada para troca do eletrodo e remoção de escória).

3.3. Fator de Potência (FP ou cos fi)

Caracteriza-se com a defasagem entre as ondas de tensão e corrente provocando não passagem ao mesmo tempo pelo zero, o que induz o surgimento de uma potência aparente (defasagem gerando duas componentes: I x cos fi, I em fase com a U “componente útil da potência”, e I x sen fi, I defasada 90° de U “componente reativo - não produção de potência útil) – vide figura 3.

Fator de Potência (cos fi) - Site da Soldagem
Figura 3 – Representação das componentes de potência originadas na operação da fonte de soldagem.

Sendo:

Potência aparente Pap = U x I (kVA)
Potência ativa Pat = U x I x cos fi (kW)
FP ou cosf = Pat/Pap

Observação:
A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), através do Decreto Nº 479/92, recomenda que as fontes de potência tenham FP ≥ 92%.

3.4. Aspecto construtivo do transformador

Como apresentado na figura 1, um transformador para uso nos processos de soldagem a arco elétrico constitui-se dos seguintes elementos básicos:

- Rede elétrica de alimentação
- Enrolamento/bobina primária
- Enrolamento/bobina secundária
- Núcleo
- Tensão elétrica no primário - Up
- Corrente elétrica no primário - Ip
- Tensão elétrica no secundário - Us
- Corrente elétrica no secundário - Is
- Número de espiras no primário (Np)
- Número de espiras no secundário (Ns)
- Fluxo magnético (FM - m)
- Arco elétrico (carga)

A relação entre os valores de I e U tem dependência com os números de espiras presentes no primário e no secundário do transformador (vide figura 4). Sendo esta relação expressa por:
Up/Us = Is/Ip = Np/Ns

3.5. Controle da tensão e da corrente de soldagem (saída)

Comercialmente as seguintes formas básicas de controle podem ser adotadas:

a) Taps (variação discreta de saída)

É uma forma de regulagem grosseira da corrente de saída através da mudança (intervalos escalonados) no número de espiras expostas ao campo magnético – valores de saída de corrente de soldagem “escalonados”.

b) Bobina móvel

Nesta configuração, há o deslocamento de uma das bobinas sobre um núcleo alongado, onde o afastamento das bobinas provoca uma redução na corrente de curto-circuito (declividade na curva U x I versus curva do arco lo x U).

c) Derivação móvel

As bobinas são fixas, enquanto a movimentação (inserção ou retirada) de um núcleo (massa de ferro) provocando corrente de Shunt (derivação das linhas “magnéticas” de campo).

d) Reator de núcleo móvel

Para esta forma de controle, o equipamento, composto por um transformador (primário e secundário), é ligado a um reator, cuja a indutância é variada pela inserção ou retirada de um núcleo de ferro (núcleo retirado = corrente que circula é alta “baixa permeabilidade – menor derivação do fluxo”)

3.6. Critérios para seleção de uma fonte de soldagem

Os seguistes critérios gerais devem ser avaliados na seleção da fonte de soldagem:

- Material(is) a ser(em) soldado(s);
- Diâmetro do eletrodo (avaliação da densidade de corrente necessária J = A/mm2);
- Tipo e forma do eletrodo (rutílico, básico, celulósico, maciço, tubular);
- Espessura máxima a ser soldada;
- Posição de soldagem;
- Característica da rede de alimentação elétrica disponível (Tensão elétrica: 110, 220 ou 380 V; Fases: monofásica, bifásica ou trifásica; Frequência da rede: 50 ou 60 Hz);
- Fator de Trabalho (Ctrab);
- Fator de Potência (FP);
- Tipo de corrente de saída desejada (CC, CA ou pulsada);
- Faixa de operação de corrente desejada;
- Tensão em vazio (Uo);
- Processo de soldagem (ER, MIG/MAG, AT, TIG, AS);
- Característica estática (tensão constante “plana” ou corrente constante “tombante”);
- Mão de obra (qualificação/disponibilidade);
- Investimento (custo x retorno);
- Facilidade de manutenção e suporte pós-venda (confiabilidade);
- Produtividade;
- Grau de automação permitido;
- Simplicidade de operação;
- Considerações ambientais;
- Dimensões e peso da fonte (acesso e facilidade para transporte);
- Normatização/condições contratuais.
- Outros



Conceitos em ordem alfabética

Arame Tubular
Por: Sérgio R. Barra
(Site da Soldagem)
Imagem: ESAB

O processo Arame Tubular (FCAW – Flux-Cored Arc Welding) é um processo de soldagem, por fusão, caracterizado pela abertura e manutenção do arco elétrico entre o metal de base (poça de fusão quando em regime) e o metal de adição (arame contínuo, no formato tubular, preenchido com uma apropriada combinação de elementos químicos “fluxo”). O processo alia determinadas características do processo MIG/MAG (continuidade na alimentação do arme) e do processo Eletrodo Revestido (possibilidade de manipulação da composição do fluxo). Em relação a proteção gasosa da região do arco, o processo pode ser classificado como auto-protegido (parte do fluxo terá a função de formação da coluna gasosa) ou com proteção gasosa (uso de proteção externa de gás, suprida com pressão e vazão adequadas). Assim como nos demais processos de soldagem ao arco elétrico, a proteção gasosa é justificada na necessidade de, ao mesmo tempo, viabilizar a proteção da gota metálica e da poça de fusão contra a atmosfera vizinha ao arco voltaico e, além disso, auxiliar na formação e manutenção do arco elétrico.

Comparação entre o arame tubular e o arame maciço (Esab) - Site da Soldagem


Aspersão Térmica
Por: Ramon Paredes (UFPR) / Sérgio R. Barra
(Site da Soldagem)

Os processos de Aspersão Térmica (AT), também conhecidos como metalização, caracterizam-se como uma técnica conexa ao processo de fabricação por soldagem. A AT é uma tecnologia composta de diversos processos e é dirigida para a proteção, pela deposição “aspersão” de revestimento, de superfícies (metal, polímero ou cerâmico) contra a corrosão e/ou desgaste ou, também, empregada para a recuperação da geometria original do substrato. A partícula aspergida/propelida, na condição fundida ou pastosa, é aderida ao substrato por efeito do impacto (ancoramento, atração química e/ou difusão entre partícula-substrato).

Aspersão Térmica - Site da Soldagem Representação do mecanismo de deposição por Aspersão Térmica - Site da Soldagem

Quanto a forma de energia, pode-se dividir os processos de aspersão térmica em duas categorias, ou seja:
a) Energia elétrica (plasma ou arco elétrico),
b) Energia química “combustão” (chama ou High Velocity Oxygen Fuel – HVOF).
Quanto a forma de aplicação do revestimento protetor sobre o substrato, pode-se classificar os processos de Aspersão Térmica em três grandes grupos:
a) Aqueles que envolvem fusão do metal e do material de aporte,
b) Aqueles que envolvem somente a fusão do material de aporte,
c) Aqueles que envolvem um processo de difusão.


Carbono Equivalente (Ceq) e Soldabilidade
Fonte: Sérgio R. Barra (Site da Soldagem)             
Imagem: Adaptada de Alexandrov et al. (2005) e ISO 17642-2:2003
Postada em: 06/12/13

Soldabilidade é a capacidade de um material ser unido/revestido/recuperado (fabricado), empregando um determinado processo de soldagem, obtendo uma estrutura final que irá desenvolver satisfatoriamente as condições desejadas em projeto (relação adequada entre defeitos x solicitações em serviço x alterações das propriedades).

Determinação da soldabilidade de uma liga ferrosa a partir do uso do teste de auto-restrição "Tekken" - Site da Soldagem

Carbono equivalente (Ceq)
é um conceito numérico empírico adotado para avaliar, nos aços e nos ferros fundidos, o potencial efeito deletério da composição química da liga “em peso” (por exemplo, os teores de C e de determinados elementos químicos) sobre a soldabilidade do componente, peça e/ou equipamento (tendência “suscetibilidade” à formação de trinca induzida por hidrogênio e/ou variação na dureza e na tenacidade da região do depósito).
De forma simplória, a determinação do valor numérico do Ceq permite inferir, sob determinada condição de taxa de resfriamento (°C/s), qual a tendência da região soldada em formar martensita (temperabilidade - elevação não controlado da dureza) e, por consequência, tender a sofrer fratura frágil.

Formulação e possíveis faixas para Ceq
a) Equação proposta pelo IIW (International Institute of Welding)
Ceq = %C + %Mn/6 + (%Cr + %Mo + %V)/5 + (%Cu + %Ni)/15
Recomendação API 5L para C > 0,12%

b) Equação de Ito-Bessyo (parâmetro do carbono equivalente)
PCM = %C + %Si/30 + (%Mn + %Cu + %Cr)/20 + %Mo/15 + %Ni/60 + %V/10 + 5x%B
Recomendação API 5L para C < 0,12%

c) Equação proposta pela AWS (American Welding Society)
Ceq = %C + (%Mn + %Si)/6 + (%Cr + %Mo + %V)/5 + (%Ni + %Cu)/15

d) Para o ferro fundido
Ceq = %C + %Si/3
Ceq = %C + %Si/3 + %P/3 (indicativo da condutividade térmica, da resistência mecânica e do quanto a composição química se aproxima do eutético – Ceq = 4,3%)
Ceq = %C + 0,3x%Si + 0,33x%P – 0,015x%Mn + 0,26x%S (proposição de Bazhenov e Pikunov (2011))

Análise do valor obtido para o
Ceq
Faixa 1
Ceq < 0,4 (boa soldabilidade) – sem necessidade do uso de pré-aquecimento (To)
Faixa 2
0,4 < Ceq < 0,5 (razoável soldabilidade) – necessário o uso de pré-aquecimento (To)
Faixa 3
Ceq > 0,5 (baixa soldabilidade) – necessário o uso de pré-aquecimento (To) e de pós-aquecimento (Tpós)

Equação* proposta para estimatimar o valor da temperatura de pré-aquecimento (To), tendo como referência o valor do Ceq
To (°C) = 450x(Ceq-AWS – 0,42)1/2
(proposição de Skoda et al. (1990))

*Valida para Ceq > 0,42

Eletrodo Revestido
Por: Sérgio R. Barra
(Site da Soldagem)
Imagem:
howstuffworks

O processo Eletrodo Revestido (Shielded Metal Arc Welding – SMAW) é um processo de soldagem, por fusão, caracterizado pela abertura e manutenção do arco elétrico entre o metal de base (poça de fusão quando em regime) e o metal de adição (arame maciço “alma”, não contínuo, revestido por uma apropriada composição “revestimento/fluxo” e alimentado manualmente na maioria das aplicações). A formação da proteção gasosa é obtida pela decomposição “queima” de parte dos componentes que constituem o revestimento. A geração da proteção gasosa e a fusão da alma/revestimento são justificadas pela necessidade de, ao mesmo tempo, formar a composição química especificada para o eletrodo, viabilizar a proteção da gota metálica e da poça de fusão contra a atmosfera vizinha ao arco voltaico, auxiliar na formação e manutenção do arco elétrico e, finalmente, formar a escoria (limpeza e proteção contra a oxidação e o resfriamento do cordão).

Representação do processo de soldagem com Eletrodo revestido - Site da Soldagem


MIG/MAG
Por: Sérgio R. Barra
(Site da Soldagem)
Imagem: Sérgio R. Barra (2003)

O processo MIG/MAG (Metal Inerte Gas/Metal Active Gas), GMAW (Gas Metal Arc Welding) ou, ainda, “Soldagem a Arco Metálico com Atmosfera Gasosa (SAMG)” é um processo de soldagem, por fusão, caracterizado pela abertura e manutenção do arco elétrico entre o metal de base (poça de fusão quando em regime) e o metal de adição (arame maciço alimentado continuamente). Como o arame/eletrodo não apresenta revestimento (comum no processo Eletrodo Revestido) torna-se necessário à inserção de uma proteção gasosa (inerte "MIG" ou ativa "MAG"), externa, suprida com pressão e vazão adequadas. Tal inserção é justificada na necessidade de, ao mesmo tempo, viabilizar a proteção da gota metálica e da poça de fusão contra a atmosfera vizinha ao arco voltaico e, além disso, auxiliar na formação e manutenção do arco elétrico.

Representação do processo MIG/MAG - Site da Soldagem


O que é Equipamento de Proteção Individual - EPI?
Por: Sérgio R. Barra (Site da Soldagem)
Referência básica: Norma Regulamentadora NR 6 do MTE Imagem: Oxibras

É todo o dispositivo ou produto, de uso individual, utilizado pelo trabalhador, destinado à proteção de riscos suscetíveis de ameaçar a segurança e a saúde no trabalho.
Principais EPIs utilizados em operação de soldagem - Site da Soldagem
Em quais circustâncias devem ser usados os EPIs?
a) sempre que as medidas de ordem geral não ofereçam completa proteção contra os riscos de acidentes do trabalho ou de doenças profissionais e do trabalho;
b) enquanto as medidas de proteção coletiva estiverem sendo implantadas;
c) para atender a situações de emergência.

Quais os principais EPIs aplicados em operação de soldagem e corte?
Quando aplicável, os seguintes EPIs são normalmente adotados:
a) Para proteção da cabeça
- Capacete
- Capuz/touca
b) Para a proteção dos olhos e face
- Óculos de segurança (partícula e luminosidade)
- Protetor facial
- Máscara para soldagem / elmo (radiação, partícula e calor)
c) Para proteção auditiva
- Protetor auditivo / auricular
d) Para proteção respiratória
- Respirador purificador de ar (fumos, névoa e poeira)
e) Para proteção do tronco
- Avental (radiação não ionizante e partículas aquecidas)
f) Para proteção dos membros superiores
- Luva de segurança (calor e radiação)
- Manga e braçadeira
g) Para proteção dos membros inferiores
- Bota de segurança
- Perneira


O que é o pré-sal?
Fonte: Petrobras Imagem: Folha de São Paulo

O termo pré-sal refere-se a um conjunto de rochas localizadas nas porções marinhas de grande parte do litoral brasileiro, com potencial para a geração e acúmulo de petróleo. Convencionou-se chamar de pré-sal porque forma um intervalo de rochas que se estende por baixo de uma extensa camada de sal, que em certas áreas da costa atinge espessuras de até 2.000m. O termo pré é utilizado porque, ao longo do tempo, essas rochas foram sendo depositadas antes da camada de sal. A profundidade total dessas rochas, que é a distância entre a superfície do mar e os reservatórios de petróleo abaixo da camada de sal, pode chegar a mais de 7 mil metros.

Clique no infográfico para amplliar!

Infográfico descrevendo o que é o “pré-sal” - Site da Soldagem

As maiores descobertas de petróleo, no Brasil, foram feitas recentemente pela Petrobras na camada pré-sal localizada entre os estados de Santa Catarina e Espírito Santo, onde se encontrou grandes volumes de óleo leve. Na Bacia de Santos, por exemplo, o óleo já identificado no pré-sal tem uma densidade de 28,5º API, baixa acidez e baixo teor de enxofre. São características de um petróleo de alta qualidade e maior valor de mercado.



O que são e como se formam os fumos em soldagem?
Fonte: Sérgio R. Barra (Site da Soldagem)
Base de referência: SnyderGeneral Corporation / OSU Welding and Joining Metallurgy Group / British Compressed Gases Association
Postada em: 14/04/12

Na soldagem, os fumos originados na região do arco elétrico consistem de partículas sólidas e gases gerados a partir do metal de base, eletrodo, diferentes fluxos e gases de proteção. Os óxidos metálicos produzidos pela condensação de metal líquido são os principais constituintes da nuvem/cortina visível. Estes óxidos consistem de ultrafinas partículas e, normalmente, são o que se considera de "fumos de soldagem".

MET mostrando a presença de óxido amorfo de Si ao redor de uma partícila de fumo (AWS E 6010).
MET mostrando a presença de óxido amorfo de Si ao redor de uma partícila de fumo (AWS E 6010).

Os fumos contêm um conjunto de partículas metálicas e não metálicas, com faixas diferenciadas de tamanho, incluindo micropartículas (< 0,01 µm). Estas partículas, em suspensão, podem ser potencialmente perigosas quando o operário fica exposto ao ambiente de trabalho sem o uso adequado de Equipamento de Proteção Individual (EPI) e/ou Equipamento de Proteção Coletiva (EPC).

O fumos podem ser classificados em asfixiantes ou tóxicos.

Fumos/gases asfixiantes – estão, principalmente, relacionados com os gases de proteção e geram a asfixia através do deslocamento de oxigênio do ar circundante. Neste caso, quantidades excessivas, associadas a condições inadequadas de ventilação, podem causar asfixia no operário. Como gases que podem causar asfixia, destacam-se o argânio (Ar), hélio (He) e nitrogênio (N2).

Fumos/gases tóxicos – podem se apresentar tanto na forma gasosa (por exemplo, ozônio e monóxido de carbono) quanto na forma de partícula. Esses gases podem representar uma grave ameaça para a saúde e, finalmente, à vida do operário, em curto (por exemplo, irratação nos olhos e no trato respirtório) e/ou a longo prazo (por exemplo, doença pulmonar obstrutiva crônica “COPD” ou cancer de pulmão).


Processo de Fabricação
Fonte: Sérgio R. Barra (Site da Soldagem)              Imagem: Marine Insight
Postada em: 27/10/13

É a sequência de “etapas/operações projetadas” para, a partir da mudança desejada na forma e/ou estrutura e/ou volume, agregar valor e características previstas em projeto e não encontradas inicialmente na matéria prima ou no produto semi acabado.

Detalhe do processo de fabricação de um navio - Site da Soldagem


Proteção gasosa na soldagem ao arco elétrico
Fonte: Sérgio R. Barra (Site da Soldagem)              Imagem: CILGASTECH
Postada em: 17/11/12

Proteção da região do arco
A aplicação intencional de proteção gasosa (por exemplo, Ar, CO2, He ou mistura de gases – Ar + CO2, Ar + O2, outras) durante a operação de formação da poça de fusão e deposição do eletrodo/vareta visa garantir (função primária) o adequado isolamento da região do arco e do metal líquido da atmosfera vizinha (oxigênio e nitrogênio contidos no ar). Desta forma, evitando que o metal líquido “poça e gota” e o metal aquecido (região superficial da ZTA) sejam oxidados de forma descontrolada pelo oxigênio e, ao mesmo tempo, que a umidade “vapor de água” (presença de H2
) e o nitrogênio (N2) provoquem fragilização ou porosidade no metal de solda. Adicionalmente, a proteção gasosa auxilia no processo de formação e manutenção do arco elétrico e na formação e destacamento da gota metálica. Para um determinado valor fixo de corrente de soldagem, velocidade de soldagem e diâmetro do eletrodo, a proteção gasosa pode alterar o modo transferência metálica e a geometria do cordão.

A formação de fumos, radiação “luz visível” e a perda de elemento químico “queima”, também, é afetada pela proteção gasosa. A coluna gasosa, pela possibilidade de mudança no modo de transferência, pode induzir a formação de salpicos.

Caráter químico da proteção gasosa – ativo ou inerte
O tipo de gás (Ar, CO2, outros) ou mistura (Ar + CO2, outras) utilizada, também, definirá o grau de atividade química da atmosfera gasosa em relação ao metal líquido (gota e poça). Neste caso, se a atmosfera reagir quimicamente com o metal líquido, a proteção gasosa é denominada a ativa (gás ativo). Caso não haja reação metal líquido-gás, a proteção é designada de inerte (gás inerte). Esta possibilidade de reação química entre o metal líquido e a proteção gasosa terá impacto significativo nas propriedades mecânicas do depósito, bem como na sua resistência à corrosão.


Purga
Nas operações de soldagem de dutos metálicos (gasodutos, oleodutos, aquadutos, nitrodutos, outros), que apresentem possibilidade da oxidação das superfícies aquecidas, a proteção gasosa é aplicada na parte interna (região da raiz) para expulsar o ar presente no interior do duto e manter uma atmosfera gasosa inerte controlada (vazão e pressão). Assim, a superfície aquecida não apresentará sinais de oxidação e manchas (operação denominada de “purga”). Neste ponto, é importante ressaltar que, para os processos de soldagem ao arco elétrico com Arame Tubular “auto-protegido” e Eletro Revestido, a proteção gasosa advém da queima do revestimento/fluxo.

Custo
A escolha da proteção gasosa afetará o custo final da operação de soldagem. Por exemplo, em uma análise simplória, considerando que o eletrodo selecionado permita a utilização tanto de gás ativo (CO2) como de gás inerte (100% Ar), para uma mesma vazão, o valor final, associado ao gás de proteção, terá uma variação na ordem de 20%.
Entre os custos associados com a aoperação de soldagem (mão de obra, equipamentos, energia elétrica, eletrodos, outros), a proteção gasosa representa até 4% do custo final.

Critérios básicos para a seleção da proteção gasosa
- Tipo de material a ser soldado;
- Espessura a ser soldada;
- Processo de soldagem (TIG. MIG/MAG, AT);
- Tipo de fonte de soldagem;
- Geometria da junta;
- Posição de soldagem;
- Grau de acabamento e geometria do metal de solda;
- Custo e disponibilidade;
- Tipo de corrente (CA, contínua ou pulsada);
- Outros.



Solda
Por: Sérgio R. Barra (Site da Soldagem)
Imagem: TWI

É o resultado da operação de soldagem (o depósito). Nesse caso, sempre que a idéia se refira a região (depósito/cordão) decorrente da operação de soldagem, o termo correto a ser utilizado é solda.

Representação do resultado da operação de soldagem (solda) TWI - Site da Soldagem


Soldagem
Por: Sérgio R. Barra
(Site da Soldagem)

É um processo de fabricação, do grupo dos processos de união, que visa o revestimento, a manutenção e/ou a união de materiais, em escala atômica, com ou sem o emprego de pressão e/ou com ou sem a aplicação de calor. Nesse caso, sempre que a idéia se refira a operação (preparação, execução e/ou avaliação), o termo correto a ser utilizado é soldagem.
Para detalhamento do conceito, ver a imagem referente ao processos de soldagem com Eletrodo Revestido.


Soldagem subaquática
Por: Weslley Silva, Ezequiel Pessoa, Leandro Ribeiro e Alexandre Bracarense (LRSS / UFMG)

A soldagem subaquática molhada tem sua aplicação voltada para o reparo de estruturas imersas como, por exemplo, na indústria naval, no setor de gás, nas usinas hidrelétricas e, principalmente, no setor de extração de petróleo. Existem duas variações possíveis para soldagem subaquática: (a) soldagem hiperbárica e (b) soldagem molhada. A primeira é feita sem se ter o contato com água, pois a região a ser soldada está envolvida por uma câmara hiperbárica, sendo que a pressão sobre o arco elétrico se iguala a pressão externa. Por sua vez, na segunda variação, há o contato direto entre o arco elétrico e o ambiente aquático.

Exemplo de soldagem subaquática "molhada" - Site da Soldagem

Eletrodo Revestido é o processo de soldagem mais usado na soldagem subaquática molhada, por ser um processo de soldagem versátil, econômico e simples. Em soldagem subaquática pode-se utilizar outros processos de soldagem tais como o processo de soldagem por fricção e o processo Arame Tubular. Entretanto, estes dois últimos processos de soldagem têm apresentado algumas dificuldades operacionais que dificultam a utilização nessa forma de união.

De forma simplificada, os problemas mais comuns que ocorrem na soldagem subaquática são: fissuração a frio (ou trincas induzidas pela presença de hidrogênio), alteração da estabilidade do arco elétrico, porosidade e a perda de elementos de liga (desoxidantes), com a conseqüente diminuição das propriedades mecânicas das juntas soldadas. Com o intuito de reduzir ou até mesmo eliminar a ocorrência de tais defeitos, as linhas de pesquisas em soldagem subaquática têm concentrado os seus esforços na otimização dos procedimentos de soldagem e desenvolvimento de consumíveis que, por fim, propiciarão um maior grau de confiabilidade das juntas soldadas.


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