Fenômenos de instabilidade do arco na soldagem GMAW com gases de baixo potencial de oxidação

• Autor(a) principal: Maria Celeste Monteiro de Souza Costa
• Data de Publicação: 2006
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/MAPO-7REM2U
• topic: Transferência de metal; Gases de proteção; Instabilidade do arco; GMAW; Física do arco; Engenharia metalúrgica; Arco de soldagem a gas de metal; Soldagem

O processo de soldagem a arco com arame contínuo e proteção gasosa (GMAW) é atualmente uma dos mais importantes processos de soldagem de metais. Este processo tem passado por uma evolução constante com a introdução de equipamentos com controle eletrônico, com a utilização de técnicas de controle da transferência de metal, da sua estabilidade operacional e da sua formação do cordão de solda. Além disto, processos derivados da soldagem GMAW, visando, em geral, uma maior produtividade, tem sido desenvolvidos ao longo dos últimos anos. Este processo de soldagem, contudo, é caracterizado por uma forte interdependência de seus parâmetros operacionais e uma grande sensibilidade a pequenas variações em suas condições operacionais. Estas características tendem a dificultar a reprodução das condições de soldagem e podem levar, em algumas situações, ao aparecimento de condições de instabilidade e de difícil controle do processo. Estas condições são fatores que limitam a aplicação e a confiabilidade deste processo e aumentam o custo da fabricação por levarem a resultados que exigem a adoção de medidas corretivas. O gás de proteção desempenha diversas funções na soldagem GMAW, além da de evitar a contaminação do metal líquido pelo ar atmosférico. Em particular, o gás de proteção afeta as propriedades físicas do arco e do metal líquido, influenciando, de forma importante, a transferência deste metal através do arco, a estabilidade do processo, o aspecto do cordão e as características de fusão deste. Embora estes efeitos já tenham sido muito estudados e sejam bem conhecidos, existem evidências de que fenômenos muito menos explorados e conhecidos ocorrem, na soldagem de aços, quando o teor de oxigênio no gás de proteção não suficientemente elevado. Estes efeitos parecem estar associados com as condições de emissão de elétrons para o arco e levam a fortes alterações nas condições de operação do arco, causando uma forte perturbação nas condições operacionais. Neste trabalho é apresentado um estudo que envolve a caracterização da ocorrência de instabilidade na soldagem GMAW de aços carbono comum, inoxidável austenítico e alumínio puro com gases de proteção com baixo potencial de oxidação e a avaliação dos efeitos deste fenômeno nas características operacionais do processo. Para isto, os seguintes aspectos gerais foram estudados: características gerais do fenômeno de instabilidade nos três materiais listados acima; características da transferência metálica com auxílio de filmagem de alta velocidade sincronizada com os sinais de tensão e corrente de soldagem, características do aspecto e formato do cordão de solda feitos sobre chapas e em chanfro estreito. Dentre os resultados, verificou-se que a instabilidade associada com o potencial de oxidação no gás de proteção e observada na soldagem de aço carbono com transferência por spray, também ocorre em outros materiais, em particular em aço inoxidável e alumínio.