apresentação do processo mig mag
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Está apresentação foi feita por Jeferson Paulo da Silva – Técnico de Soldagem CREA : 0000101981 TD / Inspetor de Soldagem nível 1 FBTS
A finalidade é didática e para complemento de literaturas relativas aos Processos cobertos pela apresentação e não tem objetivo de certificação ou formação.
É proibida a distribuição ou cópia, exceto para o fim citado, e com conhecimento do autor. A extração de imagens somente poderá ser feita com citação da origem, devido direitos autorais.
O que temos Beatles tema ver com Solda ?Nada. Somenteporque foramos melhores naquiloque se propuseramfazer.
Processos de Soldagem
MIG – MAG – ARAME TUBULAR – ARAME ALMA METÁLICA – Realidade dos Processos.
Autor : Jeferson Paulo da SilvaTecnico de Soldagem CREA : 101981 TDInspetor de Soldagem N1Tel. ( 92 ) 8150 - 5044Fax. ( 92 ) 3611 - 2047E-mail = [email protected] = [email protected] - AM
Processos de Soldagem a ArcoSemi-Automático – com Arames
• Processos Usuais de Soldagem SEMI-AUTOMÁTICA ( com Arames ) Manual – Mecanizada e Robotizada
• Características / Vantagens / Desvantagens e Benefícios
• Razão de Depósito - Eficiência dos Processos - Fator de Operação
• Composição dos Equipamentos para Soldagem com Arames
• Diferenças entre as Tecnologias e Recursos dos Equipamentos
• Custos - Qualidade - Consumo de Energia Elétrica
• Definindo o Processo em função da Aplicação – Gases - Arames
• Comparativos entre os Processos – Qualidade – Variáveis Operacionais Físicas – Elétricas – Técnicas de Soldagem - Equipamentos
Preparação da Junta Sequência de Passes, Requisitos ?
Nosso Objetivo!
Resultado – Permitir o uso dos Processos no Potencial que cada um oferece !
Sabemos que SOLDAR é uma arte e exige além de ótimo preparo físico muita acrobacia.Mas acima de tudo deve-se conhecer as possibilidades de cada processo.
Existem diversos caminhos para se definir o(s) Processo(s) de Solda.Uma das maiores dificuldades é a falta de informação ou desconhecimentorelativos aos processos usuais.Em virtude destes e muitos outros fatos, sugerimos uma sequência na qual são analisadas o máximo de variáveis envolvidas relativas aos processosaqui mencionados e aplicáveis a outros com Soldagem a Arco Elétrico.
Quem participa das definições ? Projetos
Engenharia de ProdutoEngenharia Industrial
ProduçãoManutenção
SOLDADOR – Orientado corretamente !
• Treinamento,• Disponibilidade deproduto,• Meio Ambiente,• Qualidade,• Certificação,• Homologação,• Documentação,
• Consumíveis de procedência segura, comCertificados eEquipamentos com Qualidade
Profissional Qualificadorepresenta Qualidade e
Produtividade !Com as Ferramentas Corretas !
Fundamental
Todas soldas exigem qualidade e aliados a habilidade dos Profissionais Soldadores devemos ter os melhores Equipamentos e Consumíveis.Fundamental também é saber aplica-los corretamente de maneira a se obter a melhor performance dos mesmos e atender as expectativas da empresa e nossa satisfação profissional.
Empresas investem muito em Treinamento e Qualificação do Soldador e muitas vezes entregam ferramentas inadequadas ao mesmo.
Ideal é conhecer as características do produtooferecido/sugerido e tratar o assunto tecnicamente.
Envolver os profissionaisem Soldagem – sempre !
Qual o melhor caminho para Definirmos o Processo de Soldagem ?
Equipamento é selecionado após
definição do Processo !
Antes de mais nada,
É imperativo que se conheça os Processosusuais de Soldagem nas suas:
Interferência nos Resultados . .Não podemos inverter a ordem de
seleção !
ProfissionalFadigaCondições FísicasEmocionalInstalaçõesEquipamentoConsumíveisDesconhecimentoAmbienteProduto
ProfissionalSistemaInstalaçõesEquipamentoConsumíveisDesconhecimentoProgramaProdutoManutenção etc,…
Manual Mecanizada / Robô
Saber as Interferências – Antes e Após Soldagem . . .
Definição e preparação da Junta é importante uma vez que poderá influenciar na Qualidade, Produtividade e uso doprocesso mais adequado. Compromete Custos e Cronograma de Trabalho.Sempre considerar, se após a preparação da junta será necessário esmerilamento, Limpeza, Remoção de Óxidos,retrabalho, etc.
Interferências – Antes e Após Soldagem . . .
Limpeza – Preparação – Pré-Montagem – Ponteamento –Tipo de Junta – Posição de Soldagem – Ambiente –Respingos – Distorção – Tratamento Térmico - Qualidade
Portanto, é a
APLICAÇÃO que define
Com o objetivo de atender as necessidades do Produto e da APLICAÇÃO em :
A soldagem exige conhecimento – Teórico e Prático –bom senso, criatividade e informações que possamalimentar a sua necessidade com dados suficientespara decidir. É simples. Nós é que confundimos tudo !
Vamos reveralguns conceitos
sobre o que é Solda.
Isto pode ajudar !
O QUE É SOLDA ?Arco Elétrico
O QUE É SOLDA ?Arco Elétrico
Processo de Fusão do Metal, decorrente daaplicação de Calor Gerado pelo Arco Elétricocom conseqüente alteração nas Propriedades Mecânica, Química e Metalúrgica nas áreas atingidas diretamente e/ou afetadas pelo Calor e Ciclo Térmico.
EFEITOS = VOLTS + CORRENTE + Depósito + Tempo Tempo é Velocidade com que se executa a solda !
O QUE É SOLDA !Arco Elétrico
Metal Base
MB + Calor ( + depósito )
MB + Fluxo do Calor = Expansão
MB + Distribuição do Calor
MB + Resfriamento = Solidificação
CONTRAÇÃO !
Nosso objetivo étransferir dadosdos Processosenvolvidos e sendoa Solda um processodinâmico e de transformações a prática faz a diferença.
Esquema Elétrico na SoldagemSemi-Automática ou Automática
Arco
ESO
Bico Contato
Contato
Arame
Fontede
Energia
Cabos
I de Soldagem
V=Vcabos+Vcontato+Veso+Varco
V = queda da Tensão no Sistema
Todos Processos têm pontos vulneráveis !Um destes pontos é o ponto de coletar energia para o Arco
A Solda Semi-Automática foi desenvolvida durante a II Grande Guerra devido a demanda na produção demateriais bélicos e fruto de muita pesquisa e de desenvolvimento do Processo TIG.
• MIG• MAG• TUBULAR com Gás• TUBULAR Auto-Protegido• ALMA Metálica
Tocha
Gás e Regulador
Cabos e Garra
Fonte
Cabeçote
Refrigeração e Mangueiras
PROCESSOS = MIG – MAG – TUBULAR – ALMA METÁLICA
Composição do Sistema
BásicoFonte de Energia
Alimentador do Arame
Gás de proteção Se necessário
Consumíveis Arames Regulador
de Vazão do Gás
Tocha Seca ou Refrigerada
ArameTUBULAR
Arames
SÓLIDO eALMAMETÁLICACom proteçãoGasosa.
O EQUIPAMENTO UTILIZADO É COMUM AOS PROCESSOS
Denominados ; AUTO-PROTEGIDOou com PROTEÇÃOGASOSA.
Histórico dos Processos !
• Eletrodo Revestido 1907
• Arame Sólido 1948
• Arame Tubular (Gás) 1957
• Arame Tubular (Sem Gás) 1957
• Arame Tubular (Todas Posições) 1972
• Arame Alma Metálica 1973
• A5.9 - Inoxidável
• A5.18 - Baixo Carbono • A5.28 - Baixa Liga
• A5.20 - Baixo Carbono • A5.29 - Baixa Liga • A5.22 - Inoxidável
• A5.17 - Baixo Carbono • A5.23 - Baixa Liga
Conhecer e entender as Normas de Classificação dos Consumíveis é fundamental.Sempre solicite o Certificado de Propriedades do(s) consumíveis que utiliza, segundo a AWS ou ASME
SAW
GMAW
FCAW
Exemplo - CLASSIFICAÇÃO AWS A5.20Arames Tubular com Gás e Auto-Protegido
E X X T - X M J HZ
4, 8,16
Impacto
20 Ft/Lbs. @ -40º FGás Mistura
Aplicabilidade1 a 14G - N.E.S = Passe Simples
Arame Tubular
Eletrodo
Res.Tração mínima
6 = 60,0007 = 70,000psi
Posiçãode Soldagem
0 = Plana e Horizontal1 = Todas Posições
E70T-1 H4E71T-1MJ H8EXEMPLO:
AWS A5.20AWS A5.20
I. Tipo de Escórias1. BÁSICA2. RÚTILO (ACIDA)
II. 1. Gás de Proteção
1. CO2
MISTURA2. AUTO-PROTEGIDO
III.1. PASSE SIMPLES2. MÚLTIPLO PASSE
Aços Carbono, Aços Inoxidáveis, Alumínio e suas Ligas,Cobre e suas Ligas, MIG Brasagem.
Passe de Raiz ( cuidado )PonteamentoChapas Finase Grossas
Tendência aFalta de Fusão em chapas acima de 6 mmem Curto Circuito
Desempenho dependedo Tipo de Gás,Equipamento, Soldador,Parâmetros e Transferência.
Imagem cedida por ESAB-USA
Processo MIG / MAG
as
etal
arc
elding
ETAL
NERT
AS
Soldagem a Arco Metálico e Gás de Proteção
segundo AWS - American Welding SocietyETAL
CTIVE
AS
Vantagens . . .
Elevada Produtividade
Ótima Qualidade
Manual - Mecanizada - Robotizada
Baixo Volume de Fumos
Soldagem em todas as posições
Soldagem de Chapas Finas - Curto Circuito
Aporte do Calor Controlável - Curto Circuito
Desvantagens . . .
Tendência a Falta de Fusão com Arame Sólido
Número de Variáveis Controladas
Nível de Respingos *
* Equipamentos, Gases e Treinamentotêm contornado as dificuldades usuaisdo Processo
O Alma Metálica supera estas desvantagens
Por que . . .
ArgônioHélioMistura - Argônio + Hélio
• CO2
• Argônio + CO2
• Argônio + O2
• Argônio + CO2 + CO2
Misturas são balanceadas conforme a Aplicação, Tipo de Arame, Transferência, Propriedades do Metal de Solda
I significa gás Inerte
A significa gás Ativo
Arames . . .
Sólido e Ligas Leves
Alma Metálica ( Tubular )
ARAME TUBULAR DE ALMA METÁLICA ( Metal Cored )considerado como MAG pela AWS/ASME devido ter ascaracterísticas principais do processo MAG ( GMAW ) apesar de fisicamente ser similar ao Arame Tubular.
ARAME ALMA METÁLICAArame Sólido Moido ( ilustrativo ) – Ligas Metálicas– Desoxidantes, Elementos Estabilizantes, entre outroselementos específicos para atender os Requisitos do Processo.
ARAME ALMA METÁLICA
ARAME SÓLIDO
Arame Alma Metálica – GMAW-MC
Arame sob forma Tubular cujo núcleo é preenchido em quase sua totalidade com Pó de Ferro e elementos estabilizadores, desoxidantes, entre outros.
Normas o tratam como COMPOSITE ( Composto ) pois apresenta características do Arame Tubular e do Arame Sólido.
Não Gera Escória sobre o Cordão de Solda !
Mínimo de Respingos !
Gases . . .
Os gases têm muita influêncianos Processos MIG e MAG.Alteram, principalmente, o mododo metal se transferir através dacoluna do arco.Por exemplo, um determinado tipode gás pode significar redução de respingos mas pode levara falta de fusão na solda.
Gases . . .
CO2 puro ou Ar + Mín. 20% Co2Curto - Circuito
Globular
Spray
Argônio + Máx. 12% CO2 / 98% Ar + 2% O2Pulsado
Misturas dependem do tipo de Arame e Metal Base
CO2 puro ou Ar + Máx. 20% Co2
Argônio + Máx. 12% CO2 / 98% Ar + 2% O2
Influência Direta no Tipo de Transferência do Metal
Importante saber influênciaspois pode ser decisivo no usodo processo nas soldas fora deposição e produtividade.
Transferências do Metal MAG
Dependentes do :GásVelocidade do Arame ( Corrente )Tensão do ArcoStickout Curva Estática da Fonte de EnergiaResistência no CircuitoResposta Dinâmica da Fonte de EnergiaComposição Química do Arame
Curto Circuito
Pulsado
Globular
Spray
Transferências e Razão de DepósitoNa Soldagem MAG
Volt
s
Velocidade do Arame
CurtoCircuito
Globular
Spray
A transferência Pulsadase localiza em toda faixapois irá depender daVelocidade do Arame masmantêm a Transferência.
Transferência Pulsada Variáveis do Pulso ( transferência da Gota )
Na transferência pulsada, o Metal de Solda é transferido pela coluna do arco e controlado pelo Equipamento de Solda. Caracteriza-se por um Arco Spray mas permite seu uso em soldas fora de posição. É apenas mais uma opção do Processo.
Sim, tambémaplicável comArame AlmaMetálica.
Pulsado as Vantagens . . .
Elevada Produtividade - Superior ao Curto Circuito e Inferior ao Spray
Ótima Qualidade / Baixo Volume de Respingos
Manual - Mecanizada - Robotizada
Baixíssimo Volume de Fumos / Ótimo Aspectodo Cordão
Aporte do Calor Controlável - pelo Equipamento+ variáveis operacionais
Soldagem em todas as posições
Pulsado Desvantagens . . .
Aquecimento do Metal Base em ChapasFinas Causa DISTORÇÃO
Soldador Necessita de + Treinamento
Falta de Fusão - caso não se orienteo usuário e se utilize o Gás correto
Cuidado com “ ISENTO DE RESPINGOS “
Calor do Arco e emissão de Raios UV
Diferença no perfil do cordão de solda
SÓLIDO ALMA METÁLICA
Arame SólidoTendência a Falta de Fusão
Arco Spray
Perfil típico do Arame Alma Metálica
Imagem Filarc
Alma Metálica X SólidoTransferência Spray
ArameSólido
ArameTubular e
AM
Verifique a Fusão Lateral
ALMA METÁLICA
SÓLIDO
30% maior
Arame Alma Metálica X Sólido
Arame Alma Metálica é superior ao Sólido em todos os aspectos.
Porque o Arame Alma Metálicaproporciona maior Razão de Depósito.
No Arame Sólido, a
Corrente passa através de toda
seção transversal do mesmo.
Maior área d1
Densidade da
Corrente
Ampères=
No Arame AM, a Corrente passa
somente através da seção
tubular do arame.
Menor Área
3.14 * ( d1 2 ) / 4
Ampères=
3.14 * ( d1 2 - d2
2 ) / 4
d1
d2
Arame
Núcleo de Pó
Portanto, para um equivalente valor ajustado da Corrente, com o Arame AM, obtem-se Maior Densidade da Corrente = Maior
Razão de Depósito
d1
Densidade da
Corrente
Trefila DiâmetroFinal
Adição do Pó
Reservatório
Pós Metálicos
Fechamento
MatrizesConformação
Fita LaminadaAço ou Inox
COMO SÃO FABRICADOS ( Tipo de Topo )
A Fita é de Chapa Laminada e cortadaem Tiras ou de Arame Sólido Laminado.
Sem Costura SobrepostoTopo( e cobreado )
Após conformação, fechamento e trefila
ARAME TUBULAR
Elementos formadores de Escória. Estabilizantes,Desoxidantes, Ligas Metálicas, Óxidos, Rutilo,entre outros elementos específicos para atender Requisitos do Processo Arame Tubular
ARAME TUBULAR
Gás(Opciona
l)Poça de Fusão
Metal de Solda
Solidificado Poça de
FusãoEscória
Direçãoda Solda
Bocal(Opcional
)
ArameTubular
Arco
Pós Metálicos, Ligas, Desoxidantes,
Materiais fomadores de Escória e Gases/Vapor,
etc.
Bico de Contato
Gás de Proteção Gerado por Elementos do Núcleo
Arco Elétrico
Metal Solidificado
Poça de Fusão
Escória LíquidaEscória
Solidificada
ARAME TUBULAR AUTO-PROTEGIDO
Metal de Base
ARAME TUBULAR AUTO-PROTEGIDO(FCAW-SS)
Um variação do Arame Tubular cuja proteção é obtida exclusivamente pela formação de escória e de gases provenientes da queima dos elementos no interior do arame.
Forma Escória sobre o Cordão de Solda !
Particularidades do Tubular Auto-Protegido
( Principal Seguimento – OBRAS NO CAMPO )
• Produtividade Limitada frente aos Arames com Gás
• Fumos Excessivos - Contaminação - Poluição
• Dependendo da Classe, exige Equipamento Especial
• Dependendo da Classe, exige muito Treinamento
• Nível de Respingo Elevado em alguns tipos
• Dependendo da Classe altera propriedades com a Tensão do Arco / Stickout / Espessura do Cordão
• Principal Característica - Operação ao Ar Livre
• Bastante utilizado em Plataformas de Petróleo, Estaleiros e Linhas de Dutos API X45 até X80
Metal Solidificado Escória, Metal de Base e Arame Líquidos
Poça de Fusão
Escória SolidificadaSomente no
Tubular
BocalArame Tubular ( Alma Metálica )com Proteção GasosaPós Metálicos,
Ligas, Fomadores de Escória
Desoxidantes, etc.
Arco Elétrico
Metal de Base
Gás de Proteção
Bico de
Contato
O uso dos Arames Tubular ou Alma Metálica, quando aplicáveis, possibilita expressiva Redução de Custo e Aumento na Produtividade.
Lembre-se :
Sempre com Qualidade !
Fato ! Arames Tubular e de Alma Metálica
Nos últimos 10 anos têm tido um crescimento linear mas em algumas áreas tem tido um crescimento rápido em relação ao MIG/MAG tradicional e o Eletrodo Revestido.
Crescimento mais notável nos Estaleiros, Offshore, Robôs.
Nos Estaleiros, responde por 80% dos Processos envolvidos.
Em Offshore responde por 70% dos Processos.
• Crescimento em função de :
• Soldagem em todas as posições
• Consistência da Qualidade
• Propriedades Excelentes e Constantes
• Facilidade no uso permite fácil aceitação pelos Soldadores
• Maior tolerância ao Revestimento de Chapas nos Estaleiros
• Excelente Soldabilidade / Penetração / Fusão / Deposição
• AM - Nível de Fumos do Sólido com Qualidades do Tubular
ArameTUBULAR Arame
ALMAMETÁLICA
NÃO FORMA ESCÓRIASomente ( ou quase nada )ilhas de Óxidos de Si e Mn
FORMA ESCÓRIA TipoÁCIDA - BÁSICARUTILO ( Semi-Básica )
O tipo de escóriadetermina a aplicabilidadee o gás a ser utilizado ( se necessário )
Tipo e Ajuste das Roldanas Comprimento do Stickout Relação de VAA / Corrente Tensão do Arco Tipo de Gás e Vazão Angulo da Tocha Velocidade de Soldagem Transferência metálica Indutância Curva Estática da Fonte ( V/A ) Composição Química do Arame Pré e pós vazão do gás Posição de Soldagem Polaridade
PolaridadeUsualmente usa-se PolaridadeInversa ( Arame no Positivo da Fonte )mas a maioria dos Arames TubularesAuto-Protegidos usam Polarida Direta( Arame no Negativo da Fonte )
ARAME TUBULARAuto-Protegido
Verifique a Norma.Consulte o fabricante.
VAZÃO DO GÁS VAZÃO DO GÁS
O Gás tem como função principal, proteger o Arame e a Poça
de Fusão dos gases da atmosfera ( Oxigênio, Hidrogênio ).
A vazão ( em Litros/minuto ) é definida pelo fabricante do
arame ou
níveis da Corrente e Tensão do Arco.
Pré e Pós vazão do gássão importantes paraproteger a região da solda e facilita a abertura do arco
Vazão excessiva causaturbulência no arco earrasta gases da atmosfera contaminado o metal de solda.
A velocidade ideal é quando a ponta do arame se
encontra o mais próximo da borda da Poça de Fusão.
Não permita que a Poça de Fusão passe a frente do
Arco principalmente nos processos que geram
Escória.
Efeitos da Velocidade de Soldagem
150 cm/min 40 cm/min 75 cm/min
6 mm-Diâ. , 850 Amps, 34 Volts
Tensão ( Volts )
Na soldagem, existem 2 termos para Tensão : Tensão em Vazio Quando a Fonte está com a
Saida energizada mas sem carga ( arame não tocou na peça)
Tensão no Arco Quando se abre o arco (Arame encosta na peça )
Comprimento do Arco
Efeitos da Corrente
Uma vez que a velocidade do arame é proporcional a correnteO efeito imediato é o aumento da penetração.A Velocidade do Arame é responsável pela Razão de Depósito.
+ Arame= maisdepósitode material
Stickout : é uma variável de extrema importância na Soldagem com Aramee deve ser respeitado conforme instruções do fabricante do arame e parao tipo de transferência objetivado quando se usa arame sólido. O STICKOUT É UMA RESISTÊNCIA NO CIRCUITO DE SOLDAGEM !
Bico deContato
Arame
Bocal
Comprimento =
Metal de Base
Comprimento do Stickout
Muito curto
Normal
Muito longo
Curto CircuitoUse 10 vezes0 Diâmetro do arame.Use o Bico paraleloao Bocal ou até3 mm para fora.
SprayUse 15 vezes0 Diâmetro do arame.Use o Bico recuadono Bocal até 3 mm
O mesmo para pulsado
Tubular – siga as recomendaçõesdo fabricante do arame.
Sentido Empurrando
Cordão mais largo e menor Penetração
Sentido Puxando
Cordão mais estreito e maior Penetração
É um ajuste localizado na Fonte de Energia e tem maior influênciaquando se solda em Transferência Curto Circuito.Pode ajudar nas outras transferências no momento de se abrir oarco otimizando a abertura do mesmo. Muitos equipamentos têm a Indutância incorporada mas é só enfeite.
Tem influência direta no arco
O procedimento de soldageme a técnica/manuseio da tochasão diferentes para cada umadas posições de soldagem. TREINAMENTO !
Portanto, a Solução é . . .
Técnica
não
Econômica
Lula apóia nossos esforços e objetivos !
Cuidado na Compra !
Ao adquirirmos um bem procuramos por :- Conforto – Segurança – Qualidade e Garantia – Custo/Benefício – Certeza de um Bom Investimento – Garantia de Pós-Venda – Que o produto atenda nossas expectativas.
Portanto Atenção :
- Não compre preço pois levamos para casa o que negociamos !
Garantia e Experiência é Sinônimo de Qualidade !
Vimos que uma vez que é a APLICAÇÃO que define
temos que conhecer as variáveis operacionais e técnicas de soldagem que dependendo do Processo, habilidade do Soldador, composição do Sistema e outros fatores externos, podem obter resultados diferentes para uma mesma aplicação.Todos Processos possuem VANTAGENS e DESVANTAGENS
Qualidade e Recursos do Equipamento são fundamentaise somam-se às Qualidades do Consumível e utilização correta de cada Processo. TREINAMENTO SEMPRE !
Dúvidas e Considerações
Lembre-se - Tem gente que gosta de ser enganado !
Jeferson Paulo da SilvaTecnico de Soldagem Crea: 101981TD Inspetor de Soldagem Nivel 1 Tel. ( 92 ) 8150 - 5044Fax. ( 92 ) 3611 - 2047E-mail = [email protected] = [email protected] - AM
Contrate: Técnico de SoldagemCrea : 000101981 TD
ComprometimentoServiçoSuporte
Sempre preocupadosem excederno atendimentoàs expectativasdos Clientes.
OB
RIG
AD
O !