61ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 9. Engenharia Mecânica

CONTRIBUIÇÃO DO FENÔMENO DE ESCALADA DE ARCO SOBRE O CONSUMO DO ELETRODO EM SOLDAGEM GMAW CCEN

Bruno Gonçalves Rodrigues 1, 4, 5 Alexandre Saldanha do Nascimento 3, 4, 5 Fernanda Ohashi Jardim 1, 4, 5 Rodrigo Augusto Sampaio Pantoja 1, 4, 5 Carlos Alberto Mendes da Mota 1, 2, 4, 5 Louriel Oliveira Vilarinho 3, 4

1. Universidade Federal do Pará 2. Instituto de Tecnologia 3. Universidade Federal de Uberlândia 4. Faculdade de Engenharia Mecânica 5. Grupo de Estudo em Tecnologia de Soldagem - GETSOLDA

INTRODUÇÃO:

O processo de soldagem MIG/MAG vem sofrendo constante aumento em popularidade devido às vantagens de elevada produtividade e facilidade de automatização. Porém, este processo é operado quase que exclusivamente em polaridade positiva (CCEP) por garantir maior estabilidade de arco. Por outro lado, o uso com sucesso de polaridade negativa para controlar o aporte térmico sobre o metal base e penetração em processos que utilizam fluxo, como Eletrodo Revestido e Arame Tubular geraram interesse similar para MIG. No entanto, um obstáculo que tem limitado o uso de CCEN e polaridade variável (ou CA) em MIG é o problema de instabilidade do arco que acompanha o uso de polaridade negativa. Desta forma, neste trabalho foi realizado um estudo do fenômeno conhecido por “escalada de arco” que Conforme defendido por alguns pesquisadores é o fator governante para a maior taxa de fusão experimentada pelo eletrodo, no processo MIG/MAG, operando em polaridade negativa comparada à polaridade positiva. A escalada de arco em CC- é responsável pela maior eficiência térmica que é conseguida devido o arco atingir uma maior área da ponta do eletrodo em procura de óxidos para emissão por campo.

METODOLOGIA:

Sendo o fenômeno da escalada de arco em CCEN o principal responsável pelas maiores taxas de consumo de material de adição em relação à soldagem em CCEP, foi realizada uma avaliação do efeito da intensidade de corrente em três níveis e de quatro tipos de gás de proteção, baseado em argônio, sobre a escalada de arco. Foram realizados cordões na posição plana, utilizando o arame AWS ER70S-6 de 1,2 mm de diâmetro em chapas de aço carbono, e para a avaliação da escalada de arco e do modo de transferência, foi utilizada a técnica de filmagem em alta velocidade “Shadowgrafia”, em 2000 qps.

RESULTADOS:

Comparando os gases de mesma natureza, embora em teores diferentes, nota-se que em todas as situações o que possui menor teor de oxigênio obriga o arco saltar mais para a parte sólida do eletrodo em busca de mais óxidos (pontos catódicos para emissão por campo). Por exemplo, para 250 A de corrente o arco escalou 5,26 mm para o gás Ar-2%O2 contra 3,38 mm para o gás Ar-5%O2. Por outro lado, fazendo o cálculo do potencial de oxigênio, para permitir a comparação entre O2 e CO2, os resultados de maior escalada deveriam ser obtidos para o gás de proteção que possui 2%O2, fato que só foi constatado para corrente de 250 A. Este resultado pode ser justificado pelo crescimento demasiado do diâmetro da gota, característico do modo de transferência globular, que aconteceu em baixas correntes (70 e 150A) que inibe o salto do arco, que algumas vezes se localiza no mais baixo hemisfério da gota, para a parte sólida do eletrodo, ou o arco fica girando em torno da gota, fazendo com que ela fique em balanço, sem conseguir envolvê-la totalmente.

CONCLUSÃO:

Foi observado que há uma tendência de maiores velocidades de alimentação de arame, conseqüentemente maior taxa de fusão, para as condições onde se obteve maior escalada de arco o que confirma que este efeito também é responsável pelo maior aquecimento do eletrodo e desta forma, pelo aumento da taxa de fusão. Além disso, a constatação de que valores altos de correntes (acima do valor de transição) são mais eficazes para o proveito dos efeitos do fenômeno de escalada de arco. Isto indica que contrariamente ao que muitos pesquisadores utilizam em CA, correntes elevadas (mas com pequenos valores de tempo em polaridade negativa) devem ser preferidas na determinação de parâmetros em CA para garantir melhores resultados de taxa de fusão e estabilidade de arco.

Instituição de Fomento: FINEP – Financiadora de Estudos e Projetos; REMULT/Núcleo de União e revestimento/GETSOLDA/UFPA.

Palavras-chave: Polaridade negativa, corrente alternada, Soldagem GMAW CCEN.