Top PDF Anomalias na velocidade de fusão do eletrodo na soldagem GMAW

A principal vantagem do uso de uma fonte de tensão constante para a soldagem GMAW é a simplicidade do sistema e a sua capacidade de responder rapidamente a variações no processo de soldagem. Este tipo de sistema tende a apresentar uma menor tendência a problemas de fusão do bico de contato, permite a manutenção de um comprimento de arco aproximadamente constante e permite uma abertura mais fácil do arco. Todavia, ele possui algumas deficiências. A principal delas é que, como a corrente passa a ser uma conseqüência da velocidade de alimentação, qualquer variação na distância entre o eletrodo e a peça resulta numa oscilação da corrente de soldagem. Isto altera a quantidade de calor sendo gerado no arco e a sua pressão e, conseqüentemente, a penetração da solda. Os problemas associados com a oscilação de corrente se tornam mais importantes na soldagem com eletrodos de diâmetro elevado (superior a cerca de 2,4mm). Neste caso, as variações de corrente podem se tornar muito intensas e explosivas, dificultando a operação. Para este caso, sistemas com fontes de corrente constante podem ser mais recomendados. Estes sistemas são também usados, em alguns casos, na soldagem GMAW pulsada, para a qual o controle preciso do valor da corrente é importante para a obtenção de uma transferência de metal adequada.

Apesar das características indesejáveis de se soldar em CC-, esta abordagem oferece algumas características úteis para a soldagem GMAW. O principal beneficio da CC- seria o balanço reverso de calor produzido no arco. Segundo Talkington [2], a característica da soldagem GMAW em CC+ é que aproximadamente 30% do calor gerado no arco é transferido ao eletrodo e o restante (aproximadamente 70%) ao metal de base. Este balanço energético é reverso para soldagem na CC-, aproximadamente 30% da energia é transferida ao metal de base e 70% para o eletrodo. Alguns pesquisadores, como Lancaster [3], estudaram os vários fatores que afetam a velocidade de fusão e tem mostrado que maiores velocidades de fusão (maior volume depositado por unidade de comprimento de solda) e menores penetrações são obtidas em CC- comparada a CC+. O cordão assume um formato extremamente convexo, não adequado para soldagem. A Figura 2 resume as diferenças relativas esperadas (baseado na descrição de ambos os pesquisadores) entre os perfis dos cordões de solda resultantes da soldagem MIG/MAG em CC- e CC+ .

A transferência por curto-circuito ocorre com um comprimento do arco elétrico curto e valores da tensão e corrente baixas. Por causa da baixa energia, esta forma de transferência é muito aplicada na soldagem de chapas finas e na soldagem fora da posição plana. O metal é transferido do eletrodo para a peça de trabalho quando o eletrodo entra em contato com a poça de fusão através de uma ponte de metal liquido. As forças dominantes que controlam a transferência por curto-circuito são a tensão superficial e forças eletromagnéticas. Figura 2.11 ilustra a transferência do metal, juntamente com oscilogramas esquemáticos de corrente e tensão associados a este tipo de transferência. As etapas principais deste tipo de transferência são: Fase1- A alimentação do arame é contínua na direção da peça de trabalho. O arco está aberto e está fundindo a ponta do eletrodo. Fase2- A gota está crescendo e aproxima-se da poça de fusão. A tensão abaixa por causa da redução da distância. Fase3- A gota toca na poça de fusão. O arco é extinto e existe uma ponte de curto-circuito.

Os processos descritos nos dois últimos itens, a saber, STT e RMD, promovem o controle do curto circuito de forma eletrônica. O processo CMT (Cold Metal Transfer), desenvolvido pela Fronius e patenteado em 2005, apresenta uma forma mecânica de controle do arco. O CMT utiliza um arco curto para conseguir uma transferência por curto- circuito. A grande inovação do processo consiste no fato de que o controle do comprimento do arco é feito através da movimentação do arame-eletrodo (Figura 9). A cada curto circuito, o controle do processo impõe uma pausa de corrente e inicia, após um breve intervalo, uma retração do arame, seguida de um novo avanço. Este avanço-retrocesso do arame pode atingir frequências de até 70 Hz (Pépe, 2010), e tem a função de separar o arame da poça de fusão, garantindo a transferência de uma forma extremamente suave. O resultado é um tipo d e sucessão revezada “quente-fria” (quente durante o arco aberto e frio durante o curto- circuito, em que a corrente é bem baixa) reduz consideravelmente o aporte de calor (Scotti e Ponomarev, 2008) e por esse motivo, a soldagem de alumínio é tão explorada (Feng, Zhang et al., 2008).

A partir da caracterização dos arames tubulares, verificou- se, por exemplo, que o fluxo interno do arames rutílico, básico e “metal cored” devem ser constituídos respectivamente por grandes proporções de TiO 2 , CaO e adições metálicas. Às temperaturas ambiente e de fusão, as resistividades dos arames tubulares básico e rutílico são próximas. De uma forma geral, o modelo clássico para a velocidade de fusão pode descrever satisfatoriamente a fusão dos arames tubulares avaliados, apesar das suas diferenças em relação aos arames maciços. Na soldagem com “tensão constante” e o eletrodo positivo verificou-se, por exemplo, que a composição do gás de proteção e o valor do comprimento do arco não exercem um maior efeito na velocidade de fusão dos arames tubulares rutílico, básico e “metal cored”. O arame “metal cored” apresenta velocidades de fusão mais próximas à de arames maciços. Apesar de apresentarem fluxos internos de natureza diferente, os arames rutílico e básico tiveram velocidades de fusão muito próximas para os dois gases de proteção e comprimentos energizados do eletrodo utilizados. De uma forma geral, o tipo de transferência metálica observada para os arames tubulares é globular ou globular repulsiva. Em particular, para os arames básico e rutílico verificou-se que, em muitas condições operacionais, se forma uma coluna de fluxo projetada em direção à poça de fusão. À exceção da soldagem do arame “metal cored” a altas correntes com 75%Ar-25%CO2, não se notou a ocorrência da transferência do tipo spray. Estes aspectos, até então estudados, foram muito importantes, tendo aplicação na determinação de condições operacionais de maior produtividade, no controle do processo e no projeto de juntas soldadas.

O metal-cored é um tipo especial de arame tubular com proteção gasosa e que tem, em destaque, o pó metálico na composição do fluxo. Apresenta algumas características similares ao arame sólido e outras similares ao arame tubular não- metálico (LYTTLE, 1996). Nestas similaridades, busca-se combinar as melhores propriedades que se destacam em cada um destes eletrodos. Assim, de forma geral, ALTEMÜHL (1998), BARHORST (2000) e BLOME (2000) creditam inúmeras qualidades ao arame tubular metálico, dentre as quais: elevada taxa de deposição, resultando em maior velocidade de soldagem para uma mesma aplicação; pequena formação de escória sobre o cordão de solda; baixa geração de fumos de soldagem; baixa probabilidade da ocorrência de porosidade, devido ao baixo teor de hidrogênio difusível e uma alta resistência à reabsorção da umidade; ótima estabilidade do arco; entre outros. Em relação à taxa de deposição, o arame tubular metálico pode apresentá-la cerca de 10-30% maior do que os arames sólidos ou os arames tubulares não metálicos (LYTTLE, 1996)

O processo de soldagem GMAW (Gas Metal Arc Welding) possui grande aplicação na indústria, devido, entre outras, à capacidade de soldar distintos metais em ampla faixa de espessura e por sua produtividade quando comparada a processos de soldagem manual. A indústria automotiva, alimentícia, construção civil, fabricação de bens de consumo, estaleiros, caldeirarias, implementos agrícolas, botijões de gás, são usuários da soldagem GMAW [1] . Uma característica deste processo é a utilização de gás de proteção inerte, ativo ou mistura destes dois tipos, que de acordo com sua composição, afeta as características do arco, o tipo de transferência metálica, a velocidade de soldagem, a produção de respingos, a penetração, o formato do cordão de solda e o custo final da operação de soldagem. Outra influência do gás de proteção é na temperatura da poça de fusão, na sensibilidade à fissuração e porosidade, nas perdas de elementos químicos e na facilidade da execução da soldagem em diversas posições [2,3] .

Uma abordagem de modelamento que não pode ser omitida, sobretudo devido ao notável número de trabalhos publicados, trata da tentativa de simular a formação, desenvolvimento, destacamento e deslocamento da gota fundida na ponta do arame- eletrodo em direção à poça de fusão quando o processo GMAW opera com transferência globular e ou spray. Vários pesquisadores tentaram, dentre outras coisas, utilizar: (1) as teorias do balanço de forças e da instabilidade de Pinch, com e sem modificações, (2) determinar simultaneamente a tensão superficial, as forças eletromagnéticas e o formato da gota, (3) modelar a formação e destacamento da gota com aplicação de corrente continua e pulsada, utilizando os efeitos dos fenômenos de transporte associados à poça de fusão (4) mesclar as equações básicas de fenômenos físicos com métodos numéricos no intuito de descrever o formato da gota e a interface gota/arame, etc (Allum, 1985a; Allum, 1985b; Nenchinsky, 1994; Haidar e Lowke,1996; Choi et al., 1998; Haidar, 1998a, Haidar e Lowke, 1998b; Jones et al. 1998a; Jones et al. 1998b; Choi et al., 1999; Lin et al., 2001; Choi, J., et al., 2001; Wang et al. 2004; Wu et al., 2004).

O processo de aferição do alimentador de velocidade é o mesmo de calibração da fonte. Desta forma, para realizar a aferição e a calibração simultaneamente, baseados na medição do comprimento do eletrodo impulsionado para fora da tocha. Para eliminar o efeito da inércia do motor no inicio e no final da operação, idealizou-se um procedimento pelo qual, em todo o tempo de medida, o sistema de alimentação estivesse operando em regime permanente, ou seja, a velocidade não varie com o tempo. Para isso, estipulou-se um referencial com certa distância inicial conhecida, no caso, dois metros, iniciando-se a cronometragem do tempo quando o arame passasse pelo mesmo. Através desses dados, pôde-se traçar uma curva de calibração para os alimentadores da fonte de soldagem e do cabeçote independente, e, portanto, obter a velocidade de alimentação real dos arames no (Anexo I).

cordões realizados com o 430Ti é inferior à dos arames 430LNb e 308LSi. Durante os testes de soldagem com o arame 430Ti, foi observada a formação de uma quantidade significativa respingos comparadamente com os outros arames. As figuras 5.15 (vista de cima) e 5.16 (vista de frente) mostram fotos dos cordões na velocidade de alimentação de 10m/min e tensão de 32V, condição tipicamente de transferência aerossol. Os cordões formados com o 430Ti apresentaram formatos bastante diferentes, aparentemente mais convexos. Isso pode estar ligado a uma possível diferença de molhabilidade, nesse caso menor para o 430Ti, sugerindo uma maior tensão superficial do metal líquido desse arame. Essa maior tensão superficial pode, em parte, explicar o diferente comportamento desse arame nas condições para a transferência de metal (uma maior força retendo o metal líquido na ponta do eletrodo). No entanto, análises nesse sentido não foram realizadas e não se pode concluir, com exatidão, que a tensão superficial seja a responsável por esta diferença.

Desde o início da década de 90, inúmeros relatos de anfíbios, com anormalidades esqueléticas, incluindo membros deformados, ausentes ou supranumerários foram registrados. Alguns fatores tem sido considerados por causarem anomalias em anfíbios, sejam estes: parasitas, tais como helmintos Ribeiroia ondatrae (presente frequentemente em malformações de membros) e outros Trematoda, além disso, poluentes ambientais, tais como agroquímicos, predação seletiva, endogamia, e altos níveis de raios ultravioleta (GALÁN,2011; BARRAGÁN-RAMÍREZ, 2011).

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