SOLDAGEM A ARCO ELÉTRICO

SOLDAGEM A ARCO ELÉTRICO

Érika Bezerra, 9ª série 1

Marcelo Henrique da Silva Tobias, 9ª série 1

Mayra Júlia Gaspar Alves, 9ª série 1

Paulo Roberto Ribeiro Pavanin, 9ª série 1

Rafael Ferreira Fernandes, 9ª série 1

Profa. Msc. Carla Isabel dos Santos Maciel 2

1 Alunos do Curso de Engenharia de Produção da Faculdade Educacional Anhanguera de Ribeirão Preto.

2 Professora do curso de Engenharia de Produção da Faculdade Educacional Anhanguera de Ribeirão Preto, Mestre.

Resumo

Soldagem a arco elétrico com eletrodo revestido é um processo manual de soldagem que realizado com o calor de um arco elétrico mantido entre a extremidade de um eletrodo metálico revestido e a peça de trabalho. O calor produzido pelo arco elétrico funde o metal, a alma do eletrodo e seu revestimento de fluxo. Os gases produzidos durante a decomposição do revestimento e a escória líquida protegem o metal de solda da contaminação atmosférica durante a solidificação. Devido à sua versatilidade de processo e da simplicidade de seu equipamento e operação, a soldagem com eletrodo revestido é um dos mais populares processos de soldagem.

Introdução

O arco elétrico é a fonte de calor mais utilizada na soldagem por fusão de materiais metálicos, pois apresenta uma combinação ótima de características, incluindo uma concentração adequada de energia para a fusão localizada do metal base, facilidade de controle, baixo custo relativo do equipamento e um nível aceitável de riscos à saúde dos seus operadores. Como consequência, os processos de soldagem a arco têm uma grande importância industrial na atualidade, sendo utilizados na fabricação dos mais variados componentes e estruturas metálicas e na recuperação de um grande número de peças danificadas ou desgastadas. Obviamente, a seleção de parâmetros de soldagem, as suas condições operacionais e seus resultados dependem fortemente de fenômenos que ocorrem no próprio arco e em suas vizinhanças.

Objetivo

Apresentar de maneira prática as teorias e os fenômenos físicos que controlam a soldagem a arco com eletrodo revestido e não nos aspectos tecnológicos, industriais ou metalúrgicos da soldagem.

Materiais e Métodos

• O equipamento da soldagem (Figura 1) com eletrodo revestido consiste em uma fonte de alimentação constante de energia elétrica e o eletrodo revestido. Também faz parte o porta eletrodo, a garra para o terra, os cabos elétricos de soldagem que faz a ligação dos dois à fonte de energia.

Figura 1 - Máquina de solda elétrica V8 – Brasil

Fonte: Máquinas de Solda

http://www.maquinasdesolda.com

• O eletrodo revestido (Figura 2) é a peça consumível do processo de solda e a mais importante, a escolha do eletrodo correto depende de uma série de fatores, incluindo o material a ser soldado, a posição que a solda irá ser realizada e as propriedades da solda desejada. Eletrodos revestidos para aços carbono consistem em dois elementos: a alma metálica, que tem as funções principais de conduzir a corrente elétrica e fornecer metal de adição para a junta, e o revestimento, uma mistura de metal chamado de fluxo, que emite gases, uma vez que se decompõe para evitar a contaminação da solda.

Figura 2 - Eletrodo E8018-B2

Fonte: Palácio das ferramentas

http://www.palaciodasferramentas.com.br

Para obtenção do arco elétrico, partimos da regulagem da máquina, seja ela de tensão ou corrente constante. A cada regulagem temos, nos bornes da máquina, uma combinação de corrente e tensão que se situa sobre uma curva. Conectando-se nos bornes o cabo terra e o porta eletrodo (no processo eletrodo revestido) ou a pistola com alimentação de arame (no processo MIG/MAG) temos estas partes energizadas. O contato físico entre a ponta do eletrodo revestido (parte metálica) com a peça a ser soldada (conectada ao cabo terra) implica num pequeno curto-circuito, que devido a passagem de uma corrente e uma tensão aplicada, gera um aquecimento localizado. Este aquecimento promove a emissão de elétrons da superfície do metal aquecido – fenômeno denominado emissão termoiônica, além de gerar gases devido a queima de parte do revestimento. Os elétrons emitidos da superfície bombardeiam os gases contidos na região a frente do catodo, de modo que as moléculas dos gases ou vapores metálicos são ionizadas pela retirada de elétrons da camada de valência. A ionização do gás permite a passagem de corrente, formando um arco de plasma. Neste arco os íons se movimentam em alta velocidade, promovendo um intenso aquecimento. A estabilização deste arco depende de um processo contínuo de emissão de elétrons, o que é garantido pelo aquecimento gerado pelo próprio arco. Assim, uma vez aberto, o arco pode ser estabilizado, pois seu aquecimento gera contínua emissão de elétrons por emissão termoiônica, que ioniza o gás e assim sucessivamente. A (Figura 3) ilustra todos os processos envolvidos.

Para abrir o arco, basta aproximar o eletrodo da peça e toca-lo levemente. Neste instante a emissão termoiônica passa a atuar, e elétrons são emitidos da superfície metálica aquecida, ocorre a ionização dos gases e o arco se abre. A estabilização dependerá da correta manutenção da distância entre a ponta do eletrodo e da peça. Caso a distância seja inexistente, a ponta aquecida e fundida pelo arco aberto encosta e se solidifica junto a peça a ser soldada, extinguindo o arco. Neste caso o sistema está em curto-circuito, e o aquecimento do eletrodo se dará apenas por efeito Joule. Se a distância for muito elevada, o arco se extingue, pois ele não se estabiliza para grandes distâncias. A estabilidade do arco no processo eletrodo revestido depende da abertura do o arco e manutenção de uma distância constante entre a ponta do eletrodo e a peça a ser soldada.

Figura 3 - Diagrama Soldagem a arco elétrico com eletrodo revestido