M ODOS DE ARCO

Depois de exposta a relação entre a tensão e a velocidade de alimentação de elétrodo, pode ser feita uma análise ao modo de arco e, desta forma, obter um agrupamento das principais

características a ele referentes e associadas à transferência de material. Importa salientar que cada modo de arco tem características e aplicabilidades próprias, que dependem fundamentalmente dos ajustes adequados da tensão e da corrente, do tipo de gás de revestimento, entre outras variáveis relativas ao equipamento, e mesmo externas ao processo [30].

3.5.1. ARCO CURTO

O modo arco curto (ou curto-circuito) refere-se a uma menor tensão e velocidade de fio que resultam na fusão de uma gota de elétrodo apenas no instante próximo àquele em que o elétrodo toca na peça de base provocando um curto-circuito, processo que se repete entre 20 e 200 vezes por segundo. Nesse instante a corrente elétrica sobe, assim como a força magnética aplicada à ponta do elétrodo. Este campo eletromagnético que rodeia o extremo do elétrodo causa a separação da gota fundida na sua ponta e a projeção à peça de base.

Este modo de transferência de metal suporta tipicamente o uso de elétrodos mais finos, de até 1,1 mm de diâmetro [33]. Como tem uma menor transferência de calor, adequa-se aos casos de processo em peças mais sensíveis à deformação térmica. Por isto, e porque permite a realização do processo em qualquer posição, é um dos modos de arco mais fácil de usar numa operação manual, ou de robotizar. Uma má regulação deste processo pode facilmente resultar numa má fusão do elétrodo com as peças, ou no excesso de salpicos e na necessidade da sua limpeza posterior.

3.5.2. ARCO SPRAY

O modo arco spray, ou arco aerossol, refere-se à elevação dos mesmos parâmetros (potência e velocidade de elétrodo) para valores mais altos, o que resulta numa transferência de material na forma de diversas gotículas pequenas, inferiores ao diâmetro do elétrodo, parecendo ser esta a origem do termo ‘spray’ na designação deste modo. Este é o modo de arco cuja transferência de material implica a maior energia num processo GMAW e permite elevadas taxas de deposição.

Embora as posições de soldadura sejam mais limitadas, podendo ser usado praticamente apenas na soldadura horizontal e plana, as qualidades obtidas quanto ao aspeto do cordão, a fusão com a peça de base e a menor geração de salpicos compensam para uma preferência por este método.

3.5.3. ARCO MISTO

Se utilizados parâmetros elétricos superiores aos do arco curto mas inferiores aos do arco spray, com uma velocidade de alimentação do elétrodo que resulte numa transferência de metal em forma de glóbulos, os modos de arco mencionados anteriormente podem conjugar-se num modo intermédio conhecido por arco misto. Esta transferência globular, cujo material fundido é transferido em gotas de dimensão superior ao diâmetro do elétrodo, resulta em maior instabilidade do arco elétrico por dar origem a curto-circuitos eventuais, durante essa transferência através da coluna do arco. Por isso, este modo de arco é tido como mais perigoso porque tende a originar mais salpicos. Uma má regulação dos parâmetros deste arco facilmente leva à existência de defeitos de soldadura conhecidos como colagem, em que o material depositado não funde devidamente com as peças de base.

O gráfico da Figura 18 pretende ilustrar a relação da transferência de material entre os modos de arco já mencionados: arco curto, arco misto e arco spray. A ilustração do parâmetro de tensão de arco, e não da corrente elétrica ou potência, deve-se a que é mais evidente a influência da variação de tensão no modo de transferência de material metálico.

Figura 18 Relação da transferência nos modos de arco curto, misto e spray

3.5.4. ARCO PULSADO

O modo de arco pulsado corresponde a uma tensão de arco por pulsos elétricos, em que cada pulso corresponde, em duração e valor de tensão, a uma taxa de fusão e deposição de elétrodo numa forma semelhante ao arco spray.

O arco pulsado caracteriza-se por apresentar dois níveis de corrente elétrica: (i) um nível baixo, conhecido como corrente de base, que tem como finalidade manter o arco e gerar aquecimento do elétrodo e (ii) um nível alto, conhecido como corrente de pico, que gera energia suficiente para destacar a gota da extremidade do elétrodo e projetá-la através da coluna do arco. Por não se tratar de um arco constante, a seleção do gás passa a ser mais condicionada já que este deve promover uma estabilização do arco mais rápida. Por exemplo, um gás ativo com grande percentagem de dióxido de carbono não é utilizável neste modo de arco. Este método representa uma temperatura inferior gerada pelo processo, devido aos menores valores de tensão e corrente médios, assim como o arrefecimento durante o tempo nulo do ciclo elétrico.

3.5.5. ARCOCMT

O modo Cold Metal Transfer (CMT), apresentado pelo fabricante Fronius™, representa um método que pretende minimizar a temperatura gerada pelo processo de transferência de material. Dos modos já referidos, e no que toca à transferência de material, o método assemelha-se ao arco curto, sendo que o comprimento de elétrodo que não funde (logo não forma a gota de material transferido) recua ligeiramente no interior da tocha, obtendo-se desta forma um maior controlo da corrente necessária para a transferência de material, minimizando-a. Embora recorra a equipamentos de controlo do processo especiais, logo mais dispendiosos, o processo CMT apresenta-se mais vantajoso para a maioria dos materiais, representando um dos modos de arco com maior controlo na deposição de material. Tal como no arco curto, o modo CMT tem limitações no diâmetro do elétrodo, sendo pouco frequente utilizá-lo com diâmetros superiores a 1 mm, e raramente superiores a 1,2 mm. Tal como no modo de arco pulsado, o modo CMT tem limitações na seleção do tipo de gás de revestimento.