Apostila de Soldagem MIG e MAG

Apostila de Soldagem MIG e MAG

(Parte 4 de 5)

Argônio / 50% CO2 – essa mistura é utilizada quando são necessários um alto aporte térmico e uma penetração profunda. As espessu- ras das peças devem ser acima de 3,2 m e as soldas podem ser executadas fora de posição. Essa mistura é muito popular para a soldagem de dutos empregando a transferência por curto-circuito. Boa molhabilidade e bom perfil do cordão sem fluidez excessiva da poça de fusão são as principais vantagens na soldagem de dutos. A soldagem de peças finas apresenta maior tendência a furar, o que limita a versatilidade em geral desse gás. Durante a soldagem a altos níveis de corrente, a transferência de metal é mais parecida com a da soldagem com dióxido de carbono puro que as misturas anteriores, mas alguma redução nas perdas por respingos pode ser obtida graças à adição de argônio (veja a Figura 18).

Argônio / 75% CO2 – essa mistura é algumas vezes empregada em tubulações de paredes grossas, e é a melhor em termos de fusão lateral das paredes do chanfro e em profundidade de penetração. O argônio auxilia na estabilização do arco e na redução de respingos.

Argônio-hélio

Misturas argônio-hélio são utilizadas em vários materiais nãoferrosos como o alumínio, cobre, ligas de níquel e metais reativos. Esses gases usados em diversas combinações aumentam a tensão e o calor do arco na soldagem MIG e na TIG enquanto mantém as características favoráveis do argônio. Geralmente, quanto mais pesado o material, maior o percentual de hélio. Pequenos percentuais de hélio, abaixo de 10%, afetarão as características do arco e as propriedades mecânicas da solda. Quando o percentual do hélio aumenta, aumentam também a tensão do arco, a quantidade de respingos e a penetração, e minimiza a porosidade. O gás hélio puro aumenta a penetração lateral e a largura do cordão de solda, mas a profundidade de penetração pode ficar prejudicada. Por outro lado, a estabilidade do arco também aumenta. O teor de argônio deve ser de pelo menos 20% quando misturado com o hélio para gerar e manter um arco estável em aerossol (veja a Figura 19).

Argônio / 25% He (HE-25) – essa mistura pouco usada é algumas vezes recomendada para a soldagem de alumínio, onde é procurado um aumento na penetração, sendo a aparência do cordão da maior importância.

Argônio / 75% He (HE-75) – essa mistura comumente utilizada é largamente empregada na soldagem automática de alumínio com espessura maior que 25 m na posição plana. A mistura HE-25 também aumenta o aporte térmico e reduz a porosidade das soldas de cobre com espessura entre 6,5 m e 12,5 m.

Argônio / 90% He (HE-90) – essa mistura é usada na soldagem do cobre com espessura acima de 12,5 m e do alumínio com espessu- ra acima de 75 m. Apresenta um aporte térmico alto que melhora a coalescência da solda e proporciona boa qualidade radiográfica. É também empregada na transferência por curto-circuito com metais de adição com alto teor de níquel.

Figura 19 - Efeito de adições de hélio ao argônio

Argônio-nitrogênio (N2)

Pequenas quantidades de nitrogênio têm sido adicionadas a mis- turas Ar / 1% O2 para se obter uma microestrutura completamente austenítica em soldas feitas com metais de adição inoxidáveis do tipo

347. Concentrações de nitrogênio na faixa de 1,5% a 3% têm sido utilizadas. Quantidades acima de 10% produziam muitos fumos, mas as soldas eram íntegras. Adições maiores que 2% N2 produziam porosidade em soldas MIG monopasse realizadas em aços doces; por outro lado, adições menores que 0,5% de nitrogênio causavam porosidade em soldas multipasses em aços carbono. Poucas tentativas foram feitas para empregar misturas de argônio ricas em nitrogênio na soldagem MIG do cobre e suas ligas, mas o índice de respingos é alto.

Argônio / cloro (Cl2)

O cloro é às vezes borbulhado através do alumínio fundido para remover o hidrogênio de lingotes ou de fundidos. Como essa atividade de desgaseificação é bem sucedida, infere-se que o cloro poderia remover o hidrogênio do metal de solda. No entanto, existem reivindi- cações de que misturas Ar / Cl2 eliminaram a porosidade na soldagem MIG, porém os fabricantes de componentes não obtiveram resultados consistentes. Além disso, como o gás cloro (Cl2) forma ácido clorídrico no sistema respiratório humano, tais misturas podem ser desagra- dáveis ou nocivos aos operadores e ao pessoal que trabalha próximo à área de soldagem. Conseqüentemente, misturas Ar / Cl2 não são populares nem recomendadas, exceto em casos especiais onde se- jam implementados controle e segurança adequados.

Misturas ternárias

Argônio-oxigênio-dióxido de carbono

Misturas contendo esses três componentes são denominadas misturas universais devido a sua capacidade de operar com os modos de transferência por curto-circuito, globular, em aerossol e pulsado. Diversas misturas ternárias estão disponíveis, e sua aplicação dependerá do mecanismo de transferência desejado e da otimização das características do arco.

Argônio / 5-10% CO2 / 1-3% O2 – a principal vantagem dessa mistura ternária é sua versatilidade na soldagem de aços carbono, de baixa liga e inoxidáveis de todas as espessuras empregando qualquer modo de transferência aplicável. A soldagem de aços inoxidáveis deve ser limitada apenas ao arco em aerossol devido à pouca fluidez da poça de fusão sob baixas correntes. A captura de carbono em aços inoxidáveis também deve ser considerada em alguns casos. Em aços carbono e de baixa liga essa mistura produz boas características de soldagem e de propriedades mecânicas. Em materiais de pequena espessura o oxigênio auxilia na estabilidade do arco sob correntes muito baixas (30 a 60 A), permitindo que o arco seja mantido curto e controlável. Isso contribui para minimizar a possibilidade de furar a peça e de haver distorções ao se reduzir o aporte térmico total na região de soldagem.

Argônio /10-20% CO2 / 5% O2 – essa mistura produz uma transferência quente por curto-circuito e uma poça de fusão fluida. A transfe- rência em aerossol é boa e parece gerar algum benefício na soldagem com arames três vezes desoxidados, já que uma poça de fusão que se solidifica lentamente é característica desses arames.

Argônio-dióxido de carbono-hidrogênio

Pequenas adições de hidrogênio (1-2%) melhoram a molhabilidade do cordão de solda e a estabilidade do arco quando se soldam aços inoxidáveis com soldagem MIG pulsada. O dióxido de carbono é mantido baixo também (1-3%) para minimizar a captura do carbono e manter uma boa estabilidade do arco. Essa mistura não é recomendada a aços de baixa liga porque poderiam se desenvolver níveis excessivos de hidrogênio no metal de solda e causar fissuração por hidrogênio e propriedades mecânicas ruins.

Argônio-hélio-dióxido de carbono

Adições de hélio e dióxido de carbono ao argônio aumentam o aporte térmico na região de solda e melhoram a estabilidade do arco. Consegue-se melhor molhabilidade e melhor perfil do cordão de solda. Durante a soldagem de aços carbono e de baixa liga, as adições de hélio servem para aumentar o aporte térmico e melhorar a fluidez da poça de fusão da mesma forma que é adicionado o oxigênio, exceto que o hélio é inerte, e então a oxidação do metal de solda e a perda de elementos de liga não chega a ser um problema. Durante a soldagem de um material de baixa liga as propriedades mecânicas podem ser alcançadas e mantidas com mais facilidade.

Argônio / 10-30% He / 5-15% CO2 – as misturas nessa faixa foram desenvolvidas e colocadas no mercado para a soldagem pulsada em aerossol de aços carbono e de baixa liga. O melhor desempenho é em seções espessas e em aplicações fora de posição onde são almejadas taxas de deposição máximas. Boas propriedades mecânicas e controle da poça de fusão são características dessa mistura. A soldagem por arco pulsado em aerossol a baixas correntes é aceitável, mas em misturas com baixo teor de CO e/ou de O2 melhorará a estabilidade do arco.

60-70% He / 20-35% Ar / 4-5% CO2 – essa mistura é empregada na soldagem com transferência por curto-circuito de aços de alta resis- tência, especialmente em aplicações fora de posição. O teor de CO2 é mantido baixo para assegurar boa tenacidade ao metal de solda. O hélio proporciona o calor necessário para a fluidez da poça de fusão. Altos teores de hélio não são necessários, já que a poça de fusão pode se tornar excessivamente fluida e dificultar seu controle.

90% He / 7,5% Ar / 2,5% CO2 – essa mistura é largamente utilizada na soldagem por curto-circuito de aços inoxidáveis em todas as posi- ções. O teor de CO2 é mantido baixo para minimizar a captura de carbono e garantir boa resistência à corrosão, especialmente em sol- das multipasse. A adição de argônio e dióxido de carbono proporciona boa estabilidade ao arco e boa penetração. O alto teor de hélio proporciona aporte térmico para superar a quietude da poça de fusão dos aços inoxidáveis.

Argônio-hélio-oxigênio

A adição de hélio ao argônio aumenta a energia do arco durante a soldagem de materiais não ferrosos; sua adição a misturas argôniooxigênio tem o mesmo efeito na soldagem MIG de materiais ferrosos.

As misturas Ar-He-O2 têm sido usadas ocasionalmente na soldagem por arco em aerossol e em revestimentos de aços inoxidáveis e de baixa liga para melhorar a fluidez da poça de fusão e o perfil do cordão, e reduzir a porosidade.

Misturas quaternárias

Argônio-hélio-dióxido de carbono-oxigênio

Comumente conhecida como quad-mix, essa combinação é mais popular na soldagem MIG de alta deposição empregando uma característica de arco que permita um tipo de transferência de metal de alta densidade. Essa mistura resultará em boas propriedades mecânicas e funcionalidade por meio de uma larga faixa de taxas de deposição. Sua maior aplicação é a soldagem de materiais de base de alta resistência e baixa liga, porém tem sido usada na soldagem de alta produtividade de aços doces. Os custos da soldagem são uma importante consideração no uso desse gás para a soldagem de aços doces, visto que outras misturas de menor preço estão disponíveis para a solda- gem de alta deposição.

Independentemente do tipo de soldagem que precisa ser executado, existe sempre um gás de proteção que melhor se adequará para soldar uma série de materiais empregando-se os modos de transferência por curto-circuito ou em aerossol (veja a Tabela IV e a Tabela V).

Alumínio X X (25-75)

Metal Ar He Ar-He Ar-CO2 Ar-He-CO2 Ar-O2-CO2 CO2

Aços carbono

Aços de alta resistência

(25-75)

Cobre

Aços inoxi-

Ligas de

Metais rea-

X X (25-75)

tivos

(1) É necessário um arame desenvolvido para a soldagem com CO2.

Tabela IV - Carta de seleção de gases de proteção para a soldagem MIG/MAG com transferência por curto-circuito

Metal Ar He Ar-O Ar-CO Ar-He Ar-He-CO

Ar-O-CO Ar- COH CO

Alumínio X X 10-90)

Cobre e bronze ao silício

Aços inoxidáveis

Ligas de

Metais

X X

reativos

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