Metodologia para aplicação da análise de escória de solda ao estudo do processo de soldagem MAG

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UNIJUÍ – Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul DCEENG - Departamento de Ciências Exatas e Engenharias

Curso de Engenharia Mecânica – Campus Panambi

ALVARO SANTOS PIOVESAN

METODOLOGIA PARA APLICAÇÃO DA ANÁLISE DE ESCÓRIA DE

SOLDA AO ESTUDO DO PROCESSO DE SOLDAGEM MAG

Panambi 2016

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METODOLOGIA PARA APLICAÇÃO DA ANÁLISE DE ESCÓRIA DE

SOLDA AO ESTUDO DO PROCESSO DE SOLDAGEM MAG

Trabalho de Conclusão do curso de Engenharia Mecânica da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul– UNIJUÍ, como requisito para a obtenção do título de Engenheiro Mecânico.

Orientador: Prof. Patrícia Carolina Pedrali

Panambi 2016

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METODOLOGIA PARA APLICAÇÃO DA ANÁLISE DE ESCÓRIA DE SOLDA AO ESTUDO DO PROCESSO DE SOLDAGEM MAG

Monografia defendida e aprovada em sua forma final pelo professor orientador e pelo membro da banca examinadora

Banca examinadora

________________________________________ Patricia Carolina Pedrali

________________________________________ Felipe Tusset

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DEDICATÓRIA

À minha família, em especial aos meus pais, Tadeu e Avany, por todo o amor recebido e por sempre estarem ao meu lado, apoiando, incentivando e acreditando em mim.

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AGRADECIMENTOS

A Deus, por me dar forças para nunca desistir;

À minha família, por estar sempre presente, apoiando e contribuindo para meu crescimento;

À empresa Bruning Tecnometal Ltda., por conceder-me a oportunidade de realizar este trabalho;

Ao amigo e colega de trabalho Diego Tolotti de Almeida, pela fundamental contribuição para o desenvolvimento deste trabalho;

Ao Pesquisador Dr. João Henrique Corrêa de Souza, por conceder-me a oportunidade de trabalhar junto a sua equipe de P&D, na empresa Bruning Tecnometal Ltda., pelo período de um ano, proporcionando-me um grande aprendizado.

Ao amigo e colega de trabalho Augusto Cézar dos Santos, pelo auxílio na realização dos ensaios mecânicos.

À minha orientadora Prof.ª Patrícia Carolina Pedrali, pela ajuda e compreensão frente às dificuldades para a finalização deste trabalho;

Enfim, a todos que fazem parte da UNIJUÍ – Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul.

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RESUMO

A multiplicidade de materiais juntamente com suas possíveis combinações faz com que o processo de soldagem ocupe um papel importante entre os processos de fabricação. Sendo a soldagem a arco elétrico com gás de proteção ativo e eletrodo consumível (MAG – Metal Active Gas), um dos processos mais utilizados na indústria metal mecânica. Neste sentido, inúmeros estudos são constantemente publicados com o objetivo de minimizar os defeitos encontrados no processo de soldagem MAG. Um dos defeitos que prejudica e encarece o processo de fabricação, submetendo ao processo de limpeza da junta soldada quando se faz necessário mais passes de solda, ou mesmo para posterior processo de pintura é a formação de escória, ou também conhecida como vitrificação, esta por sua vez se dá na superfície do cordão de solda. Neste estudo é apresentada uma metodologia para a aplicação do processamento e análise digital de imagens em estudo da escória de solda no processo de soldagem MAG, com o auxílio de uma lupa eletrônica para obtenção das imagens e posterior edição realizada com o software Adobe Photoshop versão freetrial. Para isso realizou-se a soldagem dos corpos de prova com diferentes vazões e tipos de gás de proteção, mantendo-se constantes os demais parâmetros do processo. Também se buscou avaliar a resistência da junta soldada através de ensaios de tração uniaxial, microdureza Vickers e dobramento de face e raiz. Os resultados mostram que é possível otimizar os custos no processo de soldagem através do desenvolvimento de uma metodologia de análise de escória de solda, com uma ótima escolha da vazão e do tipo de gás de proteção.

Palavras-chave: Processo de soldagem MAG, escória de solda (vitrificação), gás de proteção, processamento e análise digital de imagens.

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ABSTRACT

The multiplicity of available materials in the market, together with its possible combinations, ensures the welding processes a major paper enter the manufacture processes. The welding the electric arc with active shielding gas and consumable electrode (MAG – Metal Active Gas)more constitute one of the processes used in mechanical industry metal, this direction, numerous studies constantly are published the aim to minimize the defects found in the process of MAG welding. One of the defects that impairs and costly manufacturing process is the formation of slag or also known as vitrification, is to turn occurs on the surface of the weld bead. In this study a methodology for the application of the processing and digital analysis of imagens in study of the weld slag were presented in the process of welding MAG, with of an electronic magnifying glass for attainment of the images and posterior edition accomplished with Adobe Photo Shop free trial version software. For this, accomplished welding with different outflows of the shielding gas and types of shielding gas, keeping constant the other process parameters. It also sought to evaluate the strength of the weld through uniaxial tensile tests, microhardness and folding face and root. The results show that it is possible to optimize the costs in the process of welding through the development of a methodology of weld slag analysis, with an optimum choice of the outflow and type shielding gas.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Classificação dos processos de fabricação segundo a norma DIN 8580 ...17

Figura 2 - Principio da soldagem MAG ...18

Figura 3 - Classificação dos processos de soldagem...19

Figura 4 - Equipamento básico para soldagem MIG/MAG ...21

Figura 5 - Forças atuantes na ponta do eletrodo ...22

Figura 6 - Principais formas de transferência metálica ...23

Figura 7 - Transferência por curto-circuito ...24

Figura 8 - Geração de salpicos durante a transferência por curto-circuito ...24

Figura 9 - Transferência globular ...25

Figura 10 - Transferência globular repulsiva ...26

Figura 11 - Transferência por spray ...27

Figura 12 - Efeito da extensão do eletrodo na geometria do cordão de solda ...29

Figura 13 - Perdas de calor ao longo da peça soldada pelo processo MIG/MAG, sendo (A) passes com penetração total e (B) passes com penetração parcial ...32

Figura 14 - Penetração e perfil do cordão de solda com diferentes gases de proteção ...34

Figura 15 - Reações que ocorrem durante a soldagem em um processo com atmosfera rica em CO2...37

Figura 16 - Escória precipitada na superfície do cordão de solda ...38

Figura 17 - Poros internos ...39

Figura 18 - Falta de solubilização...40

Figura 19 - Sequência padrão PADI...41

Figura 20 - Arame/eletrodo AWS A5.18 70S-6 ...45

Figura 21 - Corpo de prova...46

Figura 22 - Robô de Solda...46

Figura 23 - Fonte utilizada no processo de soldagem MAG ...47

Figura 24 - Equipamento RCU 5000i utilizado para aquisição de dados durante o processo de soldagem ...48

Figura 25 - Dispositivo para fixação dos corpos de prova ...48

Figura 26 - Balança convencional ...49

Figura 27 - Equipamento utilizado na medição das amostras de arame...50

Figura 28 - Forma de medição das amostras de arame...50

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Figura 30 - Microscópio Estereoscópio...51

Figura 31 - Espectrômetro utilizado para análise química da escória de solda ...52

Figura 32 - Fluxograma do estudo para as etapas 1 e 2...53

Figura 33 - Lupa eletrônica ...55

Figura 34- Cenário para aquisição das imagens (a) e detalhe do ajuste focal da lupa eletrônica (b) ...56

Figura 35 - Definição do arquivo criado ...57

Figura 36 - Imagem contendo 20mm do cordão de solda ...57

Figura 37 - Apenas os objetos de interesse permanecem na imagem ...58

Figura 38 - Sequência de filtros aplicados ...59

Figura 39 - Níveis de entrada e saída ...59

Figura 40 - Predefinição de matiz e saturação...60

Figura 41 - Detalhes da seleção que necessitam de correção pontual ...60

Figura 42 - Caracterização final da escória gerada no processo de soldagem MAG obtida por PADI...61

Figura 43 - Histograma da região representada pela escória de solda...62

Figura 44 - Representação esquemática do posicionamento dos corpos de prova na chapa base ...64

Figura 45 - Representação esquemática da seção transversal das amostras utilizadas para análise de microdureza ...65

Figura 46 – Microdurômetro Emcotest, utilizado para realização dos perfis de dureza ...66

Figura 47 - Dimensão dos corpos de prova soldados para ensaio de tração ...66

Figura 48 - Máquina universal de ensaios, utilizada para o ensaio de tração ...67

Figura 49 - Dimensões do corpo de prova para ensaio de dobramento...68

Figura 50 - Detalhe da configuração do ensaio de dobramento ...68

Figura 51 – Corpos de prova soldados com vazões de 8 e 10 L/min. ...71

Figura 52 – Corpos de prova soldados com vazões de 12 e 14 L/min. ...71

Figura 53 – Corpo de prova soldado com vazão de 16 L/min...71

Figura 54 - Macrografias da seção transversal das juntas soldadas com diferentes vazões do gás de proteção ...72

Figura 55 - Limites de imperfeições admitidos pela norma ISO 5817:2003...73

Figura 56 - Perfil de microdureza Vickers em amostras soldadas com diferentes vazões do gás de proteção...74

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Figura 57 - Imagens do ensaio de tração do material de base e juntas soldadas com diferentes

vazões do gás de proteção ...76

Figura 58 - Dobramento de face dos corpos de prova soldados pelo processo MAG, com diferentes vazões do gás de proteção...77

Figura 59 - Falhas apresentadas na face da soldados corpos de prova soldados com vazões de (a) 8L/min. e (b) 14L/min...77

Figura 60 - Dobramento de raiz dos corpos de prova soldados pelo processo MAG, com diferentes vazões do gás de proteção...77

Figura 61 - Falha apresentada na raiz da solda do corpo de prova soldado com vazão de 8L/min. ...78

Figura 62 - Aporte térmico para diferentes vazões de gás de proteção ...79

Figura 63 - Rendimento de arame depositado para diferentes vazões do gás de proteção...80

Figura 64 - Taxa de deposição de arame no metal base ...81

Figura 65 - Porcentagem de escória gerada...82

Figura 66 – Corpo de prova soldado com o gás de proteção C10 ...83

Figura 67 - Macrografias da seção transversal das juntas soldadas com diferentes gases de proteção ...84

Figura 68 - Perfil de microdureza Vickers em amostras soldadas com diferentes gases de proteção ...85

Figura 69 - Imagens do ensaio de tração do material de base e juntas soldadas com diferentes gases de proteção ...87

Figura 70 - Dobramento de face dos corpos de prova soldados pelo processo MAG, com diferentes gases de proteção ...88

Figura 71 - Dobramento de raiz dos corpos de prova soldados pelo processo MAG, com diferentes gases de proteção ...88

Figura 72 - Valores médios de aporte térmico em função do tipo de gás de proteção ...89

Figura 73 - Rendimento de arame depositado em função do tipo de gás de proteção ...90

Figura 74 - Taxa de deposição de arame no metal base ...91

Figura 75 - Porcentagem de escória gerada...92

Figura 76 - Comparação entre as taxas de rendimento depositado, para três tipos de gases ...94

Figura 77 - Comparação entre as taxas de deposição do arame, para três tipos de gases ...94

Figura 78 - Comparação entre os aportes térmicos, para três tipos de gases ...95

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Fator "k" de eficiência para processos de soldagem ...33

Tabela 2 - Etapas para controle da qualidade do processo de soldagem ...35

Tabela 3 - Composição química e propriedades mecânicas do aço DIN EN 10025-2 S275 ...44

Tabela 4 - Composição química do arame maciço ER70S-6 ...45

Tabela 5 - Parâmetros utilizados no processo de soldagem MAG para a etapa 1 ...54

Tabela 6 - Parâmetros utilizados no processo de soldagem MAG para a etapa 2 ...54

Tabela 7 - Composição química da liga de aço DIN EN 10025-2 S275 ...69

Tabela 8 - Resultados dos ensaios mecânicos para liga de aço DIN EN 10025-2 S275 ...70

Tabela 9 - Ensaio de Tração - Média e desvios padrões das juntas soldadas...75

Tabela 10 - Ensaio de Tração - Média e desvios padrões das juntas soldadas...86

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SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ...15 1.1 OBJETIVOS ...16 1.1.1 Objetivos Gerais...16 1.1.2 Objetivos Específicos...16 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...17 2.1 Introdução ...17

2.2 Junção por Soldagem ...18

2.3 Características do Processo GMAW...19

2.3.1 Modos de Transferência do Metal de Adição ...21

2.3.1.1 Transferência por Curto-Circuito ...23

2.3.1.2 Transferência Globular ...25

2.3.1.3 Transferência por Spray ou Aerossol ...26

2.3.2 Parâmetros de Soldagem ...27

2.3.2.1 Intensidade de Tensão e Corrente...28

2.3.2.2 Extensão do Eletrodo (Stick-out)...28

2.3.2.3 Taxa de Deposição do Arame...29

2.3.2.4 Velocidade de Deslocamento do Arame...30

2.3.2.5 Velocidade de Alimentação do Arame ...30

2.3.2.6 Energia de Soldagem ...30

2.3.2.7 Rendimento de Arame Depositado ...31

2.3.2.8 Aporte Térmico...31

2.3.3 Gás de Proteção...33

2.3.3.1 Principais Gases na Soldagem MAG...33

2.3.3.2 Influência do Gás de Proteção ...33

2.3.4 Critérios de Qualidade em Soldagem...34

2.3.5 Descontinuidades na Solda ...36

2.3.5.1 Escória de Solda “Vitrificação”...36

2.3.5.2 Porosidade...38

2.3.5.3 Mordedura...39

2.3.5.4 Falta de Solubilização...39

2.4 PADI ...40

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2.4.2 Características das Imagens ...42

2.4.3 Arquivos de Imagem ...43

3 MATERIAIS E MÉTODOS ...44

3.1 Materiais...44

3.1.1 Software de Processamento Digital de Imagens ...44

3.1.2 Metal Base...44

3.1.3 Metal de Adição ...45

3.1.4 Preparação dos Corpos de Prova para Soldagem MAG...45

3.2 Equipamentos...46

3.2.1 Robô de Solda ...46

3.2.2 Fonte de Soldagem ...47

3.2.3 RCU 5000i ...47

3.2.4 Dispositivo para Fixação dos Corpos de Prova ...48

3.2.5 Balança Convencional...49

3.2.6 Calibrador de Trena...49

3.2.7 Balança de Precisão...50

3.2.8 Microscópio Estereoscópio ...51

3.2.9 Espectrômetro Dispersivo de Fluorescência de Raios-X ...52

3.3 Planejamento dos Experimentos ...52

3.3.1 Métodos de Desenvolvimento dos Experimentos ...53

3.4 Método de Avaliação das Soldagens...54

3.4.1 Inspeção Visual ...54

3.4.2 Caracterização da Escória Solda ...55

3.4.2.1 Aquisição das imagens ...55

3.4.2.2 Software para Processamento Digital de Imagens...56

3.4.2.3 Processamento das Imagens ...56

3.4.2.4 Conversão de Pixels em Milímetros Quadrados...62

3.4.3 Cálculo da Porcentagem de Escória ...62

3.4.4 Cálculo do Aporte Térmico...63

3.4.5 Cálculo do Rendimento Depositado ...63

3.4.6 Cálculo da Taxa de Deposição do Arame ...64

3.4.7 Plano de corte das amostras ...64

3.4.8 Caracterização Macroestrutural ...65

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3.4.10 Ensaio de Tração ...66

3.4.11 Ensaio de Dobramento ...67

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ...69

4.1 Caracterização do metal base ...69

4.2 Etapa 1...70

4.2.2 Detecção de Defeitos e Caracterização da Solda ...72

4.2.3 Perfil de Dureza...73

4.2.6 Aporte Térmico ...78

4.2.7 Rendimento Depositado ...79

4.2.8 Taxa de Deposição de Arame ...80

4.2.9 Porcentagem de Escória ...81

4.3 Etapa 2...82

4.3.2 Detecção de Defeitos e Caracterização da Solda ...83

4.3.3 Perfil de Dureza...85

4.3.6 Aporte Térmico ...89

4.3.7 Rendimento Depositado ...90

4.3.8 Taxa de Deposição de Arame ...90

4.3.9 Porcentagem de Escória ...91

4.3.10 Análise da Composição Química da Escória de Solda ...92

4.4 Melhor Combinação de Parâmetros ...93

CONCLUSÕES ...97

SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS...99

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...100

ANEXO I – VERIFICAÇÃO DAS UNIDADES DO SOFTWARE ADOBE PHOTOSHOP VERSÃO FREETRIAL...105

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1 INTRODUÇÃO

O processo de soldagem MAG (Metal Active Gas) é um dos mais utilizados na indústria metal mecânica, um dos motivos é devido aos bons índices de produtividade e qualidade, bem como, podendo ser executado com custo relativamente baixo (LIAO e CHEN, 1998).

No processo de soldagem MAG, é utilizado como fonte de calor um arco elétrico, onde o consumível é alimentado continuamente, podendo ocorrer nas modalidades semi-automática ou semi-automática. Possuindo desta forma, ótimas características para automação devido à estabilidade do arco em diversas posições de soldagem (MACHADO, 1996).

Segundo Modenesi e Marques (2000), o equipamento utilizado neste processo consiste em uma fonte de energia, uma tocha de soldagem, um alimentador de arame e o gás de proteção. O processo MAG é comumente utilizado na soldagem de aços de baixo carbono e aços baixa liga (WAINER et al., 1992).

Um dos parâmetros que possui grande influência na qualidade da junta soldada é a vazão do gás de proteção. Marques et al. (2009), mencionam que se a operação de soldagem tiver uma vazão de gás muito baixa, a proteção será insuficiente, podendo ocasionar a formação de porosidades e a oxidação do cordão de solda, já operação com alta vazão do gás pode causar turbulência no fluxo do mesmo, podendo resultar em uma proteção insuficiente. Assim, se torna importante a escolha de uma correta vazão do gás de proteção para prevenir eventuais defeitos na soldagem, como por exemplo, a escória de solda na superfície do cordão, ou também chamada de vitrificação.

Esta vitrificação na superfície da solda se forma basicamente pela reação dos elementos desoxidantes contidos no arame/eletrodo, como por exemplo: silício, vanádio, titânio e alumínio (LANCASTER, 1987 e KOU, 1987). Quando se utiliza o processo com atmosfera ativa, como é o caso do processo MAG, é mandatória a utilização de elementos desoxidantes no arame/eletrodo (FBTS, 2015). Desse modo, as reações que ocorrem na poça de fusão resultaram na formação de escória a qual irá se solidificar sobre o cordão de solda.

O trabalho em questão objetiva a aplicação do Processamento e Análise Digital de Imagens (PADI) ao estudo da formação de escória na superfície do cordão de solda utilizando o software Adobe Photoshop versão freetrial, sendo essa técnica muito utilizada em áreas como medicina, engenharia, geografia, arqueologia, física, entre outras (GONZALES et al., 2000, FILHO et al., 1999, GOMES, 2001). Segundo Ignacio (2013), o PADI é utilizado para agilizar processos, aumentar a precisão, segurança e confiabilidade de dados extraídos de

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imagens nas mais diversas áreas de pesquisa. Sendo o conhecimento de estudos comparativos de métodos de coletas de dados automatizados e semi-automatizados mostraram grande viabilidade de aplicação, principalmente pela agilidade apresentada e, mostrando maior precisão quanto aos dados coletados (RODENACKER et al., 2003).

1.1 OBJETIVOS 1.1.1 Objetivos Gerais

Avaliar os efeitos da vazão e do tipo de gás de proteção no processo de soldagem MAG de chapas de aço DIN EN10025-2 S275 laminadas a quente com espessura de 2,50 mm, na caracterização e quantificação da formação de escória de solda “vitrificação”, bem como a consolidação e propriedades mecânicas das soldas produzidas.

1.1.2 Objetivos Específicos

 Realizar uma revisão bibliográfica sobre os assuntos em estudo, a fim de melhor compreender os mecanismos envolvidos na soldagem pelo processo MAG e processamento e análise digital de imagens;

 Compreender a influência da vazão do gás de proteção na caracterização e quantificação da escória de solda no processo MAG;

 Compreender a influência do tipo de gás de proteção na caracterização e quantificação da escória de solda no processo MAG;

 Especificar uma metodologia de soldagem para o processo MAG com base nos equipamentos disponíveis, estabelecendo um procedimento de soldagem para a obtenção de juntas com o mínimo de defeitos e otimização dos parâmetros envolvidos;

 Identificar qual vazão possui maior influência na qualidade da soldagem;

 Identificar qual gás de proteção possui maior influência na qualidade das juntas soldadas;

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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Introdução

Entende-se por fabricação a transformação de um material, que se encontra em um estado primitivo, em um produto pronto. A transformação de um estado para outro, chegando ao produto pronto, deve se proceder com o menor número de estágios intermediários possíveis (STÜRMER, 2013).

De acordo com a classificação da norma DIN-8580 - Processos de Fabricação, os processos de fabricação são divididos quanto à criação de forma, modificação de forma e modificação das propriedades. Dentre destas três, os processos de fabricação podem ser divididos em seis grupos, como pode ser visualizado na Figura 1.

Figura 1 - Classificação dos processos de fabricação segundo a norma DIN 8580

Fonte: STÜRMER, 2013.

Pela divisão dos processos de fabricação pela norma DIN 8580 apresentada na Figura 1, a modificação de forma com o aumento de volume pertencente ao grupo 4, refere-se ao processo de união de matérias por soldagem. Os processos de soldagem em geral, se destacam entre os processos de união de materiais devido, principalmente, ao seu largo emprego e suas versatilidades. A união de dois materiais é realizada, ou através da fusão dos mesmos em íntimo contato; ou pela fusão de ambos e adição de outro material fundido; ou ainda,

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simplesmente, por contato destes materiais, nas fases sólida ou semi-sólida (MACHADO, 1996). Os processos de soldagem são empregados, em sua grande maioria, para a união de metais e suas ligas, devido à versatilidade e economia dos processos, além disso, a união destes materiais obtidas através da soldagem confere-lhes excelentes propriedades mecânicas.

Dentre os processos de soldagem pode se destacar o processo MAG (Metal Active Gas), que é um dos mais utilizados na indústria metal mecânica. Um dos motivos da sua ampla utilização é devido aos bons índices de produtividade e qualidade, bem como, podendo ser executado com custo relativamente baixo (LIAO e CHEN, 1998). Este processo de soldagem permite a união de dois ou mais metais devido ao aquecimento gerado pelo arco elétrico gerado entre um eletrodo metálico e o metal base. O processo de soldagem MAG pode ser exemplificado conforme a Figura 2.

Figura 2 - Principio da soldagem MAG

Fonte: MODENESI, 2012.

2.2 Junção por Soldagem

Dentre os processos de união de materiais, a união por soldagem é tida como a técnica mais importante e mais utilizada na indústria no que diz respeito à união de metais. O termo soldagem pode ser definido como sendo a união de materiais na zona de soldagem através do emprego de calor e/ou força, podendo ter, ou não, a adição de material. Além disso, a energia necessária para a ocorrência da soldagem é fornecida externamente (BATALHA, 2003).

Analisando o processo de soldagem sob o ponto de vista microscópico, a união dos metais é conseguida devido à aproximação dos átomos e moléculas das partes a serem unidas, até distâncias suficientemente pequenas para a formação de ligações químicas primárias

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(metálica, covalente ou iônica) ou secundárias (ligação de Van der Waals) (MODENESI et al., 2012).

Os processos de soldagem podem ser subdivididos em três grandes grupos: soldagem por fusão, soldagem por pressão e brasagem. A Figura 3 mostra como os processos de soldagem podem ser classificados.

Figura 3 - Classificação dos processos de soldagem

Fonte: UNISANTA, 2015.

Pode se dizer que a operação de soldagem causa alterações localizadas e bruscas de temperatura no material sendo soldado. Estas alterações, por sua vez, podem provocar mudanças estruturais e, consequentemente, nas propriedades do material.

2.3 Características do Processo GMAW

O processo de soldagem GMAW (Gas Metal Arc Welding) também conhecido por MIG/MAG é um processo a arco com arame contínuo e proteção gasosa. A origem deste processo se deu a partir do ano de 1948, com a utilização de um gás de proteção inerte

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(Argônio) para a soldagem do alumínio, porém, sua utilização na soldagem de aços somente se deu a partir de 1951, quando oxigênio foi adicionado ao argônio. Alguns anos depois, o dióxido de carbono (CO2) foi sendo utilizado no processo, tanto em sua forma pura, quanto em misturas com outros gases (MACHADO, 2007).

O princípio da soldagem MIG/MAG consiste na formação de um arco entre a peça e eletrodo consumível, alimentado continuamente, formando uma poça de fusão e assim, possibilita a união de dois ou mais metais. A poça de fusão forma entre o arco e o eletrodo é protegida por uma atmosfera gasosa, podendo ser constituída de um único gás ou da combinação de gases, podendo estes serem inertes ou oxidantes (ativos) (MACHADO, 2007; LIAO e CHEN, 1998).O processo de soldagem funciona com corrente contínua (CC), normalmente com o arame no pólo positivo, isto possibilita uma melhor penetração e estabilidade do arco (FORTES, 2005).

A proteção gasosa existente no processo GMAW (Gas Metal Arc Welding) pode se dar de forma com que se tenha uma atmosfera ativa, onde o gás de proteção, além de prover um meio isento de contaminantes atmosféricos e auxiliar na manutenção do arco, interage metalurgicamente com a poça de fusão e com a gota do metal de adição. A atmosfera ativa é comumente utilizada na soldagem dos aços em geral, tendo como principais gases constituintes desta atmosfera O2 ou CO2 ou ainda a mistura destes. Popularmente o processo de soldagem que utiliza gases ativos é conhecido por processo MAG (DOBIGNIES, 2008; MACHADO, 2007).

Outra forma de proteção gasosa que também pode se dar no processo GMAW é quando se faz o uso de gases inertes, como por exemplo Argônio (Ar) e Hélio (He). A utilização deste tipo de gás é o motivo de este processo ser comumente conhecido como MIG (Metal Inert Gas). Nesta configuração do processo a atmosfera formada pelo gás de proteção não interage com a poça e nem com as gotas depositadas, desempenhando apenas as funções de estabilizar o arco e proteger a poça de contaminantes externos. A utilização de gases inertes no processo GMAW se dá principalmente na soldagem de materiais não ferrosos como, por exemplo, o alumínio (DOBIGNIES, 2008).

O modo de transferência de metal, ou seja, a maneira como o material do arame é transferido para a poça de fusão, no processo MIG/MAG, pode se dar basicamente sob três formas distintas: curto-circuito (short arc), globular e aerossol (spray arc) (FORTES, 2005). A maneira como o metal fundido é transferido para a peça pode ser influenciada por inúmeros fatores, dentre eles podem ser citados:

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 Polaridade e tipo de corrente;  Densidade de corrente;  Tensão;

 Extensão do eletrodo;

 Composição química e diâmetro do eletrodo.

Diferentes combinações destes fatores fazem com que a transferência do metal se dê por curto-circuito, globular ou aerossol (MACHADO, 2007).

Segundo Modenesi (2012), o processo MIG/MAG é normalmente operado de forma semi-automática, apresentando elevada produtividade. Além disso, cita como equipamentos básicos utilizados para a soldagem neste processo: tocha de soldagem, fonte de energia de corrente constante, fonte de gás e alimentador de arame. A Figura 4 mostra uma configuração básica dos equipamentos utilizados na soldagem MIG/MAG.

Figura 4 - Equipamento básico para soldagem MIG/MAG

Fonte: DOBIGNIES, 2008.

Segundo Almeida (2013), a alta taxa de deposição, boa penetração, alto rendimento, formação de pouca ou nenhuma escória e facilidade de operação, são algumas das características do processo.

2.3.1 Modos de Transferência do Metal de Adição

A maneira como o metal de adição é transferido para a peça é consequência de inúmeras e complexas interações de forças na ponta do eletrodo. Dentre estas forças, destacam-se:

 Força devido a pressão do plasma (“jato de plasma”) (Fv);  Forças devido à aceleração da gravidade (Fg);

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 Forças eletromagnéticas (Fem);

 Forças devido à tensão superficial (Fy);

 Forças devido ao fluxo do gás de proteção (Fa).

Um arranjo das principais forças atuantes na ponta do eletrodo e contribuintes para o modo de transferência metálica é apresentado na Figura 5 (MACHADO, 2007; DOBIGNIES, 2008).

Figura 5 - Forças atuantes na ponta do eletrodo

Considera-se que uma gota na ponta do eletrodo se destacará quando o balanço das forças atuando nesta passar a apresentar uma resultante que a afaste do eletrodo, ou seja, quando o somatório das forças verticais, que atuam no sentido do eletrodo para a peça, for maior que o somatório das forças que atuam no sentido contrário, a gota se desprenderá (DOBIGNIES, 2008 apud KIM, 1993). A Equação 1descreve a condição necessária para que ocorra o desprendimento da gota do eletrodo, referente à condição de forças atuantes conforme apresentado na Figura 5.

Fem + Fg + Fa > Fy + Fv (1)

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Fem + Fg + Fa > Fy + Fv (1)

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Os modos de transferência são dependentes dos ajustes de alguns parâmetros operacionais como: tensão, corrente, polaridade, diâmetro e composição do arame, gás de proteção e o modo como as forças atuantes no processo interagem (GOMES, 2006).

Havendo a combinação dos diversos fatores envolvidos, a transferência metálica ocorre basicamente sob três formas distintas: curto-circuito (short arc), globular e aerossol (spray arc) (FORTES, 2005). Na Figura 6 é possível visualizar as três principais formas de transferência metálica.

Figura 6 - Principais formas de transferência metálica

Fonte: Adaptado de SILVA, 2010.

2.3.1.1 Transferência por Curto-Circuito

A transferência por curto-circuito é caracterizada por um curto comprimento de arco, isso possibilita o contato entre o metal líquido na ponta do arame (eletrodo) e a poça de fusão antes que ocorra o destacamento da gota. A gota de metal fundido atinge periodicamente a poça de fusão, fazendo com que ocorra o curto-circuito e extinguindo o arco. Devido a esta inexistência do arco, no momento em que ocorre o curto-circuito, a transferência do metal ocorre devido à tensão superficial. A transferência metálica ocorre com baixas correntes e tensões – geralmente 30 a 200 A e 15 a 22 V. A poça de fusão neste modo de transferência é relativamente pequena e de rápida solidificação, sendo indicado para a soldagem de materiais de baixa espessura (MACHADO, 2007; MODENESI, 2012).

A Figura 7 ilustra a transferência por curto-circuito, sendo que de A até B ainda há a existência do arco, em C é onde ocorre o curto circuito, e em D ocorre novamente a ignição do arco.

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Figura 7 - Transferência por curto-circuito

A taxa de aumento da corrente com relação ao tempo é de fundamental importância nesse modo de transferência, sendo proporcional aos curtos-circuitos. Um problema que pode ocorrer, caso a constante de tempo do circuito de soldagem for muito pequena, é a geração excessiva de salpicos. Isso ocorre porque a separação da gota se dá de forma explosiva, sendo este fenômeno ocorrido em função de uma elevada densidade de corrente na constrição formada (MACHADO, 2007). Na Figura 8 é possível visualizar o momento em que os salpicos são gerados durante a transferência metálica, sendo que a ocorrência destes se dá no momento em que a gota toca o metal e durante a reignição do arco (JÚNIOR, 2002).

Figura 8 - Geração de salpicos durante a transferência por curto-circuito

Fonte: JÚNIOR, 2002.

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Fonte: JÚNIOR, 2002.

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O problema da geração excessiva de salpicos pode ser contornado através da introdução de indutância variável no circuito, porém, como este parâmetro é ajustado para cada condição específica de soldagem, o ajuste fica a cargo do operador, que deverá variá-la até uma condição onde se tenha a mínima produção de salpicos, melhor estabilidade do arco e ruído característico (MACHADO, 2007).

2.3.1.2 Transferência Globular

A transferência globular ocorre, geralmente, em tensões não muito baixas e correntes moderadas, porém, sua ocorrência sob correntes elevadas é possível empregando CO2 como gás de proteção. A transferência do metal ocorre na forma de gotas, sendo o destacamento destas ocasionado devido à tensão superficial e à ação da gravidade. Quando o diâmetro da gota se torna grande (maior que o diâmetro do eletrodo) ao ponto de seu peso, aliado à força eletromagnética, superar a tensão superficial, a gota se destacará (GOMES, 2001; MACHADO, 2007). Este tipo de transferência é mostrado na Figura 9.

Figura 9 - Transferência globular

De acordo com Modenesi (2012), a soldagem com eletrodo negativo e, algumas vezes, com proteção de CO2, a gota na ponta do eletrodo pode ser defletida para fora do eixo do eletrodo ou, mesmo, ser repelida para longe da poça de fusão. Este fato pode estar ligado à elevação da densidade de corrente, que ocorre numa pequena região sobre a gota, combinado as pressões do jato de plasma e do gás de proteção e à tensão superficial, agindo contra a ação 25

De acordo com Modenesi (2012), a soldagem com eletrodo negativo e, algumas vezes, com proteção de CO2, a gota na ponta do eletrodo pode ser defletida para fora do eixo do eletrodo ou, mesmo, ser repelida para longe da poça de fusão. Este fato pode estar ligado à elevação da densidade de corrente, que ocorre numa pequena região sobre a gota, combinado as pressões do jato de plasma e do gás de proteção e à tensão superficial, agindo contra a ação

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da gravidade (MACHADO, 2007). Este fenômeno de repulsão da gota é conhecido como transferência globular repulsiva e é ilustrado na Figura 10.

Figura 10 - Transferência globular repulsiva

2.3.1.3 Transferência por Spray ou Aerossol

Este modo de transferência ocorre basicamente com gases de proteção à base de argônio e com eletrodo positivo, não ocorrendo com gases altamente oxidantes. Quando se faz o uso de gases inertes é possível se chegar a uma dada intensidade de corrente acima da qual o metal, na ponta do eletrodo, alcança sua temperatura de vaporização, fazendo com que sejam destacadas inúmeras gotículas de metal. Em relação aos modos de transferência por curto-circuito e globular, a transferência por spray proporciona uma maior penetração e alta taxa de deposição, isto se deve ao fato de este modo de transferência possuir maiores valores de corrente e tensão que os outros dois modos (GOMES, 2001; MACHADO, 2007; MODENESI, 2012). De acordo com Dobignies (2008), a transferência por spray tende a ser muito estável com mínimas perturbações no arco e pouca ocorrência de respingos. A Figura 11 exemplifica a maneira como as gotículas são projetadas durante a soldagem pelo modo de transferência por spray.

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Figura 11 - Transferência por spray

Fonte: BARBEDO, 2011.

2.3.2 Parâmetros de Soldagem

Os parâmetros de soldagem exercem grande influência nas características do cordão soldado, além de estarem diretamente ligados à qualidade da solda produzida. Estabilidade do arco, propriedades mecânicas, defeitos e custos operacionais também são variáveis importantes que estão relacionados à escolha dos parâmetros. Os parâmetros de soldagem podem ser classificados como variáveis ajustáveis primárias, variáveis ajustáveis secundárias e variáveis pré-selecionadas, sendo que as variáveis pré-selecionadas são assim denominadas devido à impossibilidade de alteração durante o processo, havendo a necessidade de suas escolhas serem feitas antes do início da soldagem. Intensidade de tensão e corrente e velocidade de soldagem são classificados como sendo variáveis ajustáveis primárias. Já ângulo de deslocamento da tocha e distância do bico de contato até o metal de base são exemplos de variáveis ajustáveis secundárias. Por último, têm-se como variáveis pré-selecionadas: tipo e diâmetro do consumível, tipo de metal base, tipo da junta e vazão e tipo de gás de proteção (KUHN, 2014).

Segundo Moreira (2008) apud Fortes (2005), o controle da taxa de fusão do eletrodo é influenciado pela intensidade de corrente do arco, que é determinada a partir da espessura das peças a serem soldadas, do diâmetro do eletrodo e das características do cordão. Tensão e comprimento de arco, velocidade de alimentação do arame, comprimento livre do eletrodo (stick-out), ângulo de inclinação da tocha, vazão e tipo de gás de proteção, velocidade de soldagem e diâmetro do eletrodo, são parâmetros importantíssimos que devem ser escolhidos 27

Segundo Moreira (2008) apud Fortes (2005), o controle da taxa de fusão do eletrodo é influenciado pela intensidade de corrente do arco, que é determinada a partir da espessura das peças a serem soldadas, do diâmetro do eletrodo e das características do cordão. Tensão e comprimento de arco, velocidade de alimentação do arame, comprimento livre do eletrodo (stick-out), ângulo de inclinação da tocha, vazão e tipo de gás de proteção, velocidade de soldagem e diâmetro do eletrodo, são parâmetros importantíssimos que devem ser escolhidos

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de maneira adequada, a fim de se obter uma solda de qualidade e com os aspectos desejados (MOREIRA, 2008).

2.3.2.1 Intensidade de Tensão e Corrente

Segundo Machado (2007), a tensão é o principal parâmetro para regular a largura do cordão, influenciando, também, o modo de transferência. A tensão exerce influência tanto na geometria do cordão, quanto em defeitos de soldagem. Quando se tem um valor de tensão muito baixo, o cordão soldado poderá apresentar porosidade, além de a geometria do cordão ser prejudicada, apresentando um formato estreito e convexo. Da mesma forma, um aumento excessivo no valor da tensão também pode causar danos na solda produzida. Com a elevação da tensão, o arco tem um aumento proporcional e isso pode fazer com que surjam porosidade, mordeduras e salpicos. Tanto uma tensão excessiva, quanto uma baixa tensão acabam interferindo de forma negativa na estabilidade do arco.

Taxa de deposição, modo de transferência, penetração e reforço estão diretamente relacionadas à intensidade da corrente de soldagem. Em fontes de potência com curva característica tensão constante, a velocidade de alimentação é quem faz o controle da corrente, já quando se tem curva característica corrente constante, o controle da corrente é independente (MACHADO, 2007; KUHN, 2014).

2.3.2.2 Extensão do Eletrodo (Stick-out)

Fortes (2012) define a extensão do eletrodo como sendo a distância entre o último ponto de contato elétrico, normalmente a extremidade do bico de contato, e a peça de trabalho. Também conhecido por “stick-out”, o comprimento, ou extensão, do eletrodo vai sendo ajustado conforme a velocidade de deposição metal de adição durante a soldagem. Um mal ajuste do stick-out pode proporcionar instabilidade do arco, além de provocar defeitos em relação à geometria do cordão e a penetração e fusão do metal de adição no metal base. Por isso, se torna importante controlar a distância entre o bico de contato e a peça. Basicamente, uma extensão excessiva do eletrodo faz com que muito material acabe sendo depositado no metal base, porém, devido às baixas temperaturas do arco, este metal depositado acaba não tendo uma boa penetração. A Figura 12 demonstra o efeito de diferentes valores de stick-out no perfil do cordão soldado.

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Figura 12 - Efeito da extensão do eletrodo na geometria do cordão de solda

Fonte: ÁQUILA, 2012.

2.3.2.3 Taxa de Deposição do Arame

Segundo Machado (2007), a taxa de deposição é definida como a massa do metal de adição depositada por unidade de tempo, numa dada intensidade de corrente com fator de operação igual a 100% (soldagem sem nenhuma interrupção). Valores muito baixos de tensão podem provocar interrupções no arco ocasionando falhas na transferência do metal de adição. As perdas ocorridas durante a soldagem, como por exemplo, perdas por salpicos ou sublimação de elementos químicos, não são consideradas na análise da quantidade de material depositado, e estas podem ser influenciadas, por exemplo, pelo tipo de gás de proteção. A taxa de deposição tem uma relação direta com a velocidade de soldagem, sendo que com maiores velocidades de soldagem se tem menores taxas de deposição. Além destes fatores, o diâmetro do arame, composição e extensão do eletrodo, podem ser citados como parâmetros relacionados às taxas de deposição (OLIVEIRA, 2005).

Souza e Ferraresi (2013), em um estudo comparativo entre os processos de soldagem GMAW e FCAW (Flux-cored Arc Welding) com transferência metálica por curto-circuito na posição horizontal, mensuram a taxa de deposição através da Equação 2.

Onde:

Td – Taxa de deposição [g/min]; Mf – Massa final [g]; Mi – Massa inicial [g]; min] / [ g Tab Mi Mf Td         (2)

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Tab – Tempo de arco aberto (durante a soldagem do cordão) [min].

2.3.2.4 Velocidade de Deslocamento do Arame

A velocidade de soldagem influencia na penetração e contorno do cordão, sendo que para altas velocidades tem-se baixa penetração. Já com baixas velocidades de deslocamento da tocha, juntamente com altas correntes, podem ocorrer inclusões de escórias e fusão do metal de base (BRACARENSE, 2000).

Outro problema em decorrência de baixas velocidades de soldagem é a formação de um cordão largo com muito depósito de material. Velocidades excessivas tendem a causar mordeduras ao longo do cordão de solda (DOBIGNIES, 2008 apud GIMENES, 2005).

2.3.2.5 Velocidade de Alimentação do Arame

Segundo Kuhn (2014), a velocidade de alimentação do arame é a relação entre a velocidade que o arame é fornecido pelo alimentador de arame em certa unidade de tempo, por exemplo: m/min. A velocidade de alimentação do arame está diretamente relacionada à quantidade de metal depositado e seus valores tem influência significativa no custo e na produtividade da solda realizada (DOBIGNIES, 2005).

Quando se busca uma maior velocidade de alimentação do arame, com o intuito de aumentar a taxa de deposição, a extensão do eletrodo deverá ser aumentada a fim de manter constante a corrente de soldagem (FORTES, 2005).

2.3.2.6 Energia de Soldagem

De modo geral, a energia de soldagem pode ser descrita como a energia atribuída ao processo de soldagem por unidade de comprimento percorrido pelo arco. A unidade de medida da energia de soldagem é dada em Joules por milímetro, sendo possível calcular seu valor através da Equação 3 (MACHADO, 2007; ALBA, 2013).

] / [ . mm J v I U n EN        (3) Onde:

EN – energia “nominal” de soldagem [J/mm]; U – tensão de soldagem [V];

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v – velocidade de soldagem [mm/s]; n – rendimento térmico [%].

2.3.2.7 Rendimento de Arame Depositado

A avaliação do rendimento de arame depositado é importante, pois nos permite avaliar a quantidade de arame que foi perdida durante o processo de soldagem, ou seja, o quanto de arame foi disperso na forma de respingos e salpicos (DOBIGNIES, 2008). O valor de rendimento depositado pode ser obtido através da Equação 4:

100 . .        c me Mi Mf r  (4) Onde: r

 – rendimento do arame depositado [%];

Mf – massa final do corpo de prova [g];

Mi – massa inicial do corpo de prova [g]; me – massa linear do arame [g/m]; c – consumo linear de arame [m].

2.3.2.8 Aporte Térmico

Monteiro (2014) define o aporte térmico como sendo a quantidade de calor transferida pelo arco elétrico à junta durante o processo de soldagem. Para Sgarbi (2013), o aporte térmico é uma das características com grande importância nos processos de soldagem, pois está diretamente relacionado com as propriedades mecânicas e as transformações metalúrgicas da junta soldada. Quintino et al. (2013), em um estudo, comparam as energias que são impostas ao metal base com os rendimentos térmicos no processo de soldagem MIG/MAG e percebem que, para os corpos de prova soldados com passes em que ocorre penetração total, acontecem perdas no calor aportado pelos corpos de prova. Os autores relacionam essa perda de calor com as perdas que ocorrem por radiação térmica na direção da raiz do cordão de solda.

A Figura 13 apresenta um esquema das perdas que acontecem durante o processo de soldagem GMAW, onde as setas com o número 1 representam as perdas de calor em função da convecção natural, as setas com o número 2 representam as perdas de calor por radiação e

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as setas com o número 3 representam perdas por difusão de calor ao longo da peça que ocorrem através da condução térmica.

Figura 13 - Perdas de calor ao longo da peça soldada pelo processo MIG/MAG, sendo (A) passes com penetração total e (B) passes com penetração parcial

Fonte: QUINTINO et al., 2013.

O cálculo da quantidade de calor aportado na peça é obtido através do produto da voltagem pela corrente de voltagem, dividido pela velocidade de soldagem (MONTEIRO, 2014). Um fator de eficiência é utilizado neste cálculo que, geralmente, trata-se de um valor definido por norma e que varia de acordo com o processo utilizado. O valor para o aporte térmico pode ser obtido através da Equação 5.

] / [ 1000 . 60 . . . kJ mm v I U k AT        (5) Onde: AT – Aporte Térmico [kJ/mm]; U – tensão de soldagem [V]; I – corrente de soldagem [A]; v – velocidade de soldagem [mm/s]; k – Eficiência Térmica [-].

A Tabela1 apresenta valores deste fator de eficiência, de acordo com a norma DIN EN 1011-1: 2002, para alguns processos de soldagem.

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Tabela 1 - Fator "k" de eficiência para processos de soldagem

No. Processo Processo Fator k

121 Arco submerso com fio eletrodo 1,0 131 Soldagem MIG

0,8 135 Soldagem MAG

141 Soldagem TIG

15 Soldagem a arco de plasma

Fonte: Adaptada da norma DIN EN 1011-1: 2002.

2.3.3 Gás de Proteção

A principal função do gás de proteção, como o nome já sugere, é proteger a poça de fusão durante o processo de soldagem. Esta proteção tem por objetivo impedir que o metal fundido entre em contato com impurezas, provenientes da atmosfera, e protegê-lo da oxidação. Além de sua função protetiva, o gás de proteção promove a estabilidade do arco e a uniformidade da transferência metálica, sendo também considerado como agente impactante na eficiência, qualidade, propriedades da solda e na geometria do cordão soldado (GOMES, 2001). O gás de proteção é, portanto, um fator chave na determinação das propriedades comuns da solda e na eficiência do processo de soldagem.

2.3.3.1 Principais Gases na Soldagem MAG

Segundo Bohrer (2013), o gás de proteção mais comum usado na soldagem MIG/MAG é uma mistura de Argônio com dióxido de carbono (CO2). O dióxido de carbono e o oxigênio promovem a estabilidade do arco e proporcionam uma boa fusão entre a poça e o metal base. O CO2 possui uma alta capacidade de troca de calor, esta característica aliada à energia que é liberada na recombinação possibilita aumentar a transferência de calor para o metal base, quando comparado à utilização de Argônio puro (FORTES, 2005).

Para altas temperaturas de arco o dióxido de carbono se dissocia em CO (redutor) e ½ O2 (oxidante) e se ioniza. O potencial de ionização do dióxido de carbono favorece a estabilidade do arco, porém, acaba aumentando a tensão superficial metal líquido/meio ambiente, isto favorece a transferência por curto circuito e prejudica a transferência globular (BOHRER, 2013).

2.3.3.2 Influência do Gás de Proteção

Para a soldagem dos aços, se faz importante a presença de gases oxidantes (O2 ou CO2) na atmosfera protetora devido ao fato destes gases proporcionarem uma maior

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estabilidade do arco. Além disso, os gases de natureza oxidante auxiliam na redução de salpicos e estão ligados à formação adequada do cordão de solda (MACHADO, 2007). Na Figura 14 é possível visualizar a influência que o tipo de gás de proteção exerce sobre o perfil e a penetração do cordão de solda.

Figura 14 - Penetração e perfil do cordão de solda com diferentes gases de proteção

Fonte: ALVES, 2009.

O potencial de ionização dos gases de proteção, segundo Gomes (2006) apud Lyttle e Stapon (1990), influencia tanto a abertura, quanto a estabilidade do arco. O mesmo autor ainda cita como fatores sob a influência do gás de proteção utilizado na soldagem o conteúdo residual de hidrogênio, oxigênio e nitrogênio dissolvido no metal de solda.

Em um estudo comparativo sobre a taxa e eficiência de deposição entre os consumíveis ER70S-6 e E71T-1C, Junior (2015) et al., afirma que o tipo de gás de proteção tem influência do diâmetro da gota e no seu destacamento. O autor relata que ao alterar o gás de proteção com 100% de CO2 para uma mistura contendo 75% Ar e 25% CO2, ocorre uma diminuição no diâmetro da gota e um aumento na frequência de seu destacamento para os dois tipos de consumíveis.

2.3.4 Critérios de Qualidade em Soldagem

Segundo Nascimento e Silva (2010), na prática, a qualidade do processo de soldagem pode ser controlada por meio de três etapas de inspeção: antes, durante e após a realização da soldagem. A Tabela 2 apresenta estas três etapas e as inspeções feitas em cada uma.

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Fonte: ALVES, 2009.

Em um estudo comparativo sobre a taxa e eficiência de deposição entre os consumíveis ER70S-6 e E71T-1C, Junior (2015) et al., afirma que o tipo de gás de proteção tem influência do diâmetro da gota e no seu destacamento. O autor relata que ao alterar o gás de proteção com 100% de CO2para uma mistura contendo 75% Ar e 25% CO2, ocorre uma diminuição no diâmetro da gota e um aumento na frequência de seu destacamento para os dois tipos de consumíveis.

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Fonte: ALVES, 2009.

Em um estudo comparativo sobre a taxa e eficiência de deposição entre os consumíveis ER70S-6 e E71T-1C, Junior (2015) et al., afirma que o tipo de gás de proteção tem influência do diâmetro da gota e no seu destacamento. O autor relata que ao alterar o gás de proteção com 100% de CO2 para uma mistura contendo 75% Ar e 25% CO2, ocorre uma diminuição no diâmetro da gota e um aumento na frequência de seu destacamento para os dois tipos de consumíveis.

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Tabela 2 - Etapas para controle da qualidade do processo de soldagem

ETAPAS ITENS INSPECIONADOS

ANTES DA SOLDAGEM

Validade da qualificação dos soldadores;

Identificação do metal de base e do consumível; Preparação da junta;

Condições de trabalho (meio-ambiente); Especificação e qualidade do metal base; Equipamento de soldagem;

Calibração dos equipamentos e instrumentos; Consumíveis de soldagem.

DURANTE A SOLDAGEM

Controle da montagem e ajuste das peças; Controle da Distorção;

Conformidade com procedimentos de soldagem e planos de fabricação;

Manuseio e controle dos consumíveis de soldagem; Qualificação dos soldadores para as operações executadas;

Inspeção Visual.

APÓS A SOLDAGEM

Conformidade com desenhos e especificações; Limpeza;

Ensaios não destrutivos (END); Ensaios destrutivos;

Ensaios de operação;

Documentação das atividades de fabricação e inspeção.

Fonte: Adaptada de NASCIMENTO e SILVA, 2010.

Adotada como critério de avaliação, a inspeção visual consiste em verificar a características visuais do produto após a soldagem, a fim de se detectar defeitos decorrentes do processo e que implicam na qualidade do produto. Através da inspeção visual é possível se identificar defeitos como rebarbas, trincas e poros superficiais, excessos de salpicos, mordeduras, etc. Além da inspeção visual, existem outras formas de se garantir a qualidade de uma junta soldada, sendo possível destacar os ensaios destrutivos de tração e dobramento, ensaios metalográficos, determinação do perfil de dureza, entre outros (MODENESI, 2005; NASCIMENTO e SILVA, 2010).