O processo de soldagem MIG/MAG é um dos mais utilizados em soldagem de revestimento na indústria, pois, entre outras qualidades, proporciona uma elevada taxa de deposição, não produz escória e permite o emprego de elevadas velocidades de soldagem.
2.6.1 Aspectos operacionais do processo
O processo MIG/MAG pode ser semi-automático ou automático, uma vez que o soldador ou o robô fica responsável apenas pelo controle da posição da tocha, pela velocidade e direção de soldagem, tendo em vista que a alimentação do arame- eletrodo é automática, conforme mostra a Figura 25 (AWS, 2004).
Figura 25. Equipamentos e acessórios do processo MIG/MAG (MIRANDA, 1999).
A execução de uma soldagem com o processo MIG/MAG em relação ao processo com eletrodo revestido é relativamente mais simples, pois, a alimentação do metal de adição é feita automaticamente pelo equipamento e praticamente não
há produção de escória. Entretanto, o ajuste de parâmetros de soldagem é bem mais complexo devido ao maior número de variáveis e as interações entre elas, de tal forma que a seleção incorreta dos parâmetros resulta em soldas inadequadas em decorrência de fatores metalúrgicos e/ou operacionais como instabilidade do arco, presença de respingos, falta de fusão, falta penetração, porosidade, mordeduras, entre outros. As seguintes variáveis são importantes na soldagem com o processo MIG/MAG:
corrente de soldagem; tensão de soldagem; velocidade de soldagem; diâmetro do arame-eletrodo; tipo e vazão do gás de proteção;
distância bico de contato peça (DBCP); composição química do arame-eletrodo; velocidade de alimentação do arame;
posicionamento da tocha em relação à peça; indutância da fonte;
técnica de manipulação da tocha.
Outra variável importante na soldagem MIG/MAG é o modo de transferência metálica, pois, aspectos como penetração, largura do cordão, reforço, respingos são influenciados pela forma como o metal é transferido do arame-eletrodo para a poça de fusão. A Figura 26 mostra os principais modos de transferência metálica do processo MIG/MAG.
Figura 26. Modos de transferência metálica do processo MIG/MAG.
As características dos principais parâmetros de soldagem do processo de soldagem MIG/MAG são apresentadas a seguir.
a) Corrente de soldagem
A taxa de fusão, a penetração e o reforço são influenciados fortemente pela corrente de soldagem. A taxa de fusão, por exemplo, varia com a corrente de soldagem, sendo o seu efeito mais intenso para correntes elevadas, pois, provavelmente, se deve ao aquecimento por efeito Joule do comprimento livre do arame-eletrodo. Numa fonte de tensão constante, a corrente de soldagem tem relação direta com a velocidade de alimentação do arame (MACHADO, 1996; MIRANDA, 1999).
b) Tensão de soldagem
A tensão do arco está diretamente relacionada com o seu comprimento. É o principal parâmetro na definição da largura do cordão de solda e, juntamente com a corrente, no modo de transferência metálica. Altas tensões (comprimento de arco maior) podem resultar em respingos excessivos e contornos irregulares do cordão de solda, porosidades, etc. Tensões baixas (comprimento de arco menor) resultarão em uma superfície estreita, excesso de respingos e redução de penetração entre outros. A tensão adequada depende da corrente de soldagem, do tipo de arame, do gás de proteção e da geometria da solda (MACHADO, 1996; VILLANI et al., 2005).
c) Velocidade de soldagem
A velocidade de soldagem representa o deslocamento do eletrodo no sentido do comprimento da solda na unidade de tempo. A penetração é influenciada pela velocidade soldagem da seguinte forma: para valores muito baixos de
velocidade a quantidade de material depositado aumenta, resultando numa poça de fusão com grande volume, fazendo com que o calor do arco não atue diretamente no metal base, gerando um reforço grande e uma penetração baixa. A partir desta condição, a penetração tende aumentar com o uso de velocidades intermediárias e depois diminui com velocidades mais altas (MIRANDA, 1999).
d) Diâmetro do arame-eletrodo
Arames-eletrodo de grandes diâmetros podem operar com correntes mais altas produzindo uma maior penetração e taxa de fusão. Por outro lado, para a mesma corrente um arame-eletrodo de menor diâmetro produzirá uma maior penetração e terá uma maior taxa de fusão.
e) Tipo de gás de proteção
A atmosfera gasosa nos processos de soldagem possui a função de proteger a poça de fusão dos elementos nocivos presentes no meio ambiente, de melhorar a estabilidade do arco, proporcionar uma adequada geometria do cordão de solda e melhorar as propriedades do metal de solda. O tipo de gás de proteção influencia diretamente a estabilidade do arco, o tipo de transferência metálica, a penetração, a largura e o formato do cordão, a velocidade de soldagem máxima, a tendência de aparecimento de mordeduras e o custo de produção (MACHADO, 1996; MIRANDA, 1999; VILLANI et al., 2005).
f) Vazão do gás de proteção
A vazão do gás é uma variável que afeta diretamente a qualidade do metal depositado. Vazão pequena propiciará pouca proteção da poça de fusão e, consequentemente, a ocorrência de poros e oxidação. Uma vazão excessiva de gás resultará em turbulência e aumento de impurezas no metal depositado. A escolha correta da vazão do gás dependerá do tipo e do diâmetro do bocal da tocha, da distância do bocal até a peça de trabalho e das correntes de ar durante a soldagem (VILLANI et al., 2005).
g) Extensão do eletrodo
A extensão do eletrodo é o seu comprimento não fundido a partir do bico de contato. O aumento na extensão do eletrodo acarreta um aumento da resistência elétrica do mesmo e, por efeito Joule, a sua temperatura tende a aumentar. A
temperatura do eletrodo afetará tensão exigida da fonte, a taxa de deposição e a penetração (VILLANI et al., 2005).
h) Taxa de deposição e eficiência de deposição
A taxa de deposição é a quantidade de arame-eletrodo (em peso) depositado por unidade de tempo. Depende de variáveis de soldagem como: diâmetro do eletrodo, composição do eletrodo, extensão do eletrodo e corrente de soldagem. A eficiência de deposição é a quantidade de metal depositado por quantidade de eletrodo consumido (VILLANI et al., 2005).
i) Ângulo de inclinação da tocha
Considerando o plano 1 da Figura 27, a tocha pode assumir dois tipos de inclinação na soldagem MIG/MAG. A primeira, correspondente ao ângulo α, é denominada de soldagem “puxando” que direciona a tocha mais para poça de fusão proporcionando uma maior taxa de transferência de calor para a peça, aumentando a penetração para ângulos de até cerca de 25°, quando depois começa a diminuir. A segunda, ângulo , é denominada soldagem “empurrando” direciona a tocha mais para o metal base (mais frio) proporcionando uma redução na penetração e produzindo um cordão de solda mais largo e plano (MACHADO, 1996; AWS, 2004).
Figura 27. Soldagem puxando e empurrando.
A tocha ainda pode ser inclinada de um ângulo no plano 2 da Figura 28 para facilitar a visualização do arco pelo operador na soldagem semi-automática e em soldagem de revestimento para minimizar a presença de defeitos no “pé” do cordão de solda.
Figura 28. Inclinação da tocha para visualização da solda pelo operador.