Variáveis do processo Arame tubular

O ajuste das variáveis de soldagem no processo arame tubular é bem complexo devido ao grande número de variáveis existentes e, muitas vezes, há interações entre elas, o que resulta numa dificuldade de obtenção de uma boa repetibilidade para os valores da resistência ao impacto do metal de solda, pois este fator depende que os parâmetros de soldagem estejam em conformidade com a natureza do arame consumível. Deste modo, pequenas alterações nas condições de soldagem podem causar modificações no ciclo térmico e resultar em variação microestrutural que conduza a diferentes propriedades mecânicas, especialmente nos valores de tenacidade de tal forma que é fundamental o conhecimento e o controle destas variáveis para se conseguir soldas com a qualidade desejada. (MIRANDA, 1999; MOTA, 1998).

A seguir as variáveis mais importantes bem como suas influências serão descritas a seguir.

Corrente de soldagem

A corrente de soldagem tem grande influência no processo arame tubular, e caso todas as outras variáveis do processo sejam mantidas constantes, um aumento na corrente proporciona um aumento na taxa de deposição, na penetração e na largura do cordão de solda. Já o uso de elevadas correntes tornam o cordão de solda convexo e com aparência deteriorada, enquanto que baixas intensidades de corrente têm como consequência uma transferência globular com gotas grandes e excessivos respingos. Quando se utiliza uma fonte de tensão constante, a corrente de soldagem é diretamente proporcional à velocidade de alimentação do arame (AWS, 2004).

Tensão do arco

A tensão do arco está diretamente relacionada com o seu comprimento. A aparência, a penetração e as propriedades do cordão de solda obtidas através do processo com arame tubular podem ser afetadas pela tensão do arco. Altas tensões (comprimento de arco maior) podem resultar em respingos excessivos e irregularidades no cordão de solda. Em eletrodos autoprotegidos, o aumento da

tensão pode provocar aumento na absorção de nitrogênio. Com o uso de eletrodo de aço de baixo carbono podem causar porosidade. Em eletrodos de aço inoxidável podem se originar trincas pela redução do teor de ferrita no metal depositado. Já o uso de baixas tensões (comprimento de arco menor) resultará em um cordão convexo com uma superfície estreita e reduzida penetração (AWS, 2004).

Comprimento do eletrodo

Esta variável representa o comprimento do arame não fundido a partir do bico de contato até o início do arco. O aumento na extensão do eletrodo acarreta um aumento da resistência elétrica do mesmo e por meio do efeito Joule (RI2_{), a sua}

temperatura tende a aumentar. Esta temperatura do eletrodo afeta a tensão exigida da fonte, a taxa de deposição e a penetração. Podendo também afetar a rigidez do arco e sua estabilidade. Mantendo-se as demais condições, a redução deste parâmetro aumenta a corrente de soldagem. Um excessivo comprimento do eletrodo contribui para a redução da tensão de soldagem, o aumento da instabilidade do arco, a intensificação da salpicagem e na geração de porosidade no metal depositado. Contudo, a possibilidade de soldagem com grandes valores de comprimento do eletrodo, facilita a visibilidade na soldagem em juntas de difícil acesso (AWS, 2004; MACHADO, 1996; MARQUES et al., 2005).

Os fabricantes recomendam a extensão de 19 a 38 mm para eletrodos com proteção gasosa e 19 a 95 mm com eletrodos autoprotegidos, dependendo da aplicação (AWS, 2004).

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 de 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).

Com relação tenacidade do metal de solda, alguns pesquisadores concluíram que a velocidade de soldagem é um dos parâmetros que apresenta as maiores influências no seu controle da tenacidade do metal de solda. Esta variável afeta as reações metalúrgicas envolvendo o metal líquido. Uma velocidade de soldagem muito baixa promove o aumento do volume da poça de fusão e uma maior facilidade para a sua contaminação pelo nitrogênio. No entanto, um valor muito elevado desta velocidade não permite, a intensificação das reações metalúrgicas de modo a complementar o processo de desnitretação. Neste caso, verifica-se também o aumento do teor de nitrogênio livre no metal de solda (MOTA, 1998).

Ângulo de inclinação da tocha

Corresponde ao ângulo em que o eletrodo é mantido durante a soldagem e determina a direção na qual a força do arco é aplicada sobre a poça de fusão. Esta variável é controlada para tentar-se evitar, que a poça de fusão e a escória liquida ultrapassem a frente do arco elétrico, de forma a evitar inclusões de escória, porosidades, diminuição da penetração e irregularidades no formato do cordão de solda (AWS, 2004).

Considerando o plano 1 da Figura 26, a tocha pode assumir dois tipos de inclinação na soldagem arame tubular. A primeira, correspondente ao ângulo α, é denominada de soldagem “puxando” que direciona a tocha mais para poça de fusão, proporcionando uma maior da 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 (AWS, 2004; MACHADO, 1996).

A tocha ainda pode ser inclinada de um ângulo  no plano 2 da Figura 27 para facilitar a visualização do arco pelo operador na soldagem semiautomática e em soldagem de revestimento para minimizar a presença de defeitos no “pé” do cordão de solda.

Figura 26 - Soldagem puxando e empurrando.

Fonte: PESSOA (2009).

Figura 27 - Inclinação da tocha para visualização da solda pelo operador.

Fonte: PESSOA (2009).

Assim como as variáveis apresentadas anteriormente, o modo de transferência metálica e o tipo de gás de proteção também são variáveis importantes na soldagem com arame tubular, por isso serão detalhadas nos tópicos seguintes.