Processos

Processo arco Submerso – equipamentos

Equipamento

O equipamento básico para soldagem por arco submerso consiste de uma fonte de energia, uma tocha de soldagem, um alimentador de arame, um sistema de controle, um dispositivo para alimentação do fluxo, um par de cabos elétricos e uma garra de fixação do cabo à peça.

 

fonte de energia

Para a soldagem por arco submerso, a fonte de energia pode ser de corrente contínua ou alternada, corrente ou tensão constante e deve permitir trabalhos em altas amperagens com 100% de ciclo de trabalho.

As faixas mais usuais de trabalho estão entre 400 e 1500A, embora possa-se excepcionalmente trabalhar com correntes muito baixas (150A) ou muito altas (4000A). Os diferentes tipos de corrente fornecidos pelas fontes acarretam diferenças nos cordões de solda; assim, a corrente alternada (CA), permite melhor controle da forma do cordão, profundidade de diluição e velocidade de soldagem; esta forma da corrente é também a que possibilita a melhor abertura de arco.

A corrente contínua com eletrodo positivo (CC*), permite melhor penetração e controle do cordão. A corrente contínua com eletrodo negativo (CC”), é a forma que apresenta a maior taxa de deposição; consequentemente, apresentará menor penetração do que CC’ ou CA. É a forma ideal para revestimentos e soldagem de chapas finas.

tocha

A tocha de soldagem consiste de um bico de contato deslizante, de cobre e ligas, um sistema para fixação do cabo de saída da fonte e um suporte isolante. O bico de contato deve ser adequado para cada diâmetro de arame a ser utilizado.

O bico de contato é responsável pela energização do arame, e se o contato não for bem feito poderá comprometer a qualidade do cordão de solda. Apesar de raro, podem acontecer alguns respingos que danificarão o bico de contato. Deve-se sempre verificar a limpeza e o estado de conservação da tocha, principalmente em seu interior.

alimentador de arame

O conjunto alimentador de arame consiste de um suporte para a bobina de arame utilizada para soldagem, um motor de corrente contínua com controlador de velocidade e um conjunto de roletes que servem para fazer a alimentação e auxiliar o endireitamento do arame.

Uma vez que o mecanismo de deslocamento da tocha é completamente independente, seria impossível detectar uma falha na alimentação durante a soldagem porque o movimento da tocha prossegue e o arco encoberto impossibilita a visualização do defeito. Isto torna o conjunto alimentador de vital importância para a qualidade da soldagem.

A falha mais comum que pode ocorrer com o alimentador é o atrito na roldana onde a bobina de arame se apoia, tornando a velocidade de alimentação inferior à desejada.

recuperador de fluxo

Alguns equipamentos não apresentam o sistema de recuperação, que deve ser feito em separado. O alimentador de fluxo é composto por um recipiente porta-fluxo, mangueiras condutoras e um bocal de saída. Este bocal pode ter uma posição concêntrica em relação à tocha de soldagem ou estar colocado ligeiramente à frente dela.

Os sistemas para recuperação do fluxo são dispositivos que aspiram o fluxo fundido durante a operação de soldagem e o devolvem ao porta-fluxo ou a um recipiente de armazenamento.

Recomenda-se que o reaproveitamento não seja feito diretamente, e sim após a limpeza por meio de peneira para separar alguma impureza que eventualmente tenha sido aspirada junto. É possível também que estes dispositivos apresentem sistemas de aquecimento para manter o fluxo numa temperatura adequada, evitando assim problemas de umidade.

sistema de controle

O sistema de controle permite o ajuste dos diversos parâmetros de soldagem, como por exemplo: velocidade de alimentação do arame, velocidade de deslocamento da tocha ou da peça, conforme o caso, corrente e tensão de soldagem, etc. Estes vários controles podem estar em um único painel, ou espalhados pelos diversos elementos do sistema de soldagem. É a parte considerada como centro do equipamento de soldagem. Deve ser sempre manipulado com cuidado, especialmente quando transportado, devido ao grande número de componentes eletroeletrônicos que se encontram em seu interior.

cabos elétricos

Os cabos elétricos são chamados de cabo de soldagem quando transportam a corrente elétrica da fonte de energia ao porta-eletrodo e cabo de retorno, quando levam a corrente da peça de trabalho para a fonte de energia. Os cabos podem ser de cobre ou de alumínio e devem apresentar grande flexibilidade, de modo a facilitar o trabalho em locais de difícel acesso. É necessário que os cabos sejam cobertos por uma camada de material isolante e resistente à abrasão, à sujeira e a um ligeiro aquecimento que se deve à resistência e à passagem da corrente elétrica. Os diâmetros dos cabos dependem basicamente da corrente de soldagem, do ciclo de trabalho do equipamento e do comprimento total dos cabos do circuito.

cabeçote de soldagem

O cabeçote para soldagem mecanizada consiste de um carro acionado por um motor de corrente contínua, que suporta a tocha e permite a variação da velocidade. Este carro, conhecido por tartaruga, desloca-se em um trilho colocado sobre a peça ou um suporte no qual são montados o alimentador de arame, o alimentador de fluxo e a tocha de soldagem. Em alguns casos, o cabeçote pode ficar parado enquanto a peça é movimentada por posicionadores ou viradores, como por exemplo na soldagem de tubos.

Variantes do processo por arco submerso

O processo de soldagem por arco submerso admite diversas variantes, que têm por objetivo aumentar a produtividade e facilitar operações específicas. Algumas destas variações sào “twin arc”, “tandem arc”, eletrodo em fita e adição de pó de ferro.

“twin arc”

A variante “twin arc” trabalha com dois ou mais eletrodos, utilizando uma ou mais fontes de energia soldando simultaneamente.

O processo “twin arc” fornece menor penetração, baixa diluição e alta taxa de deposição, e é utilizado para execução de revestimentos e soldagem de chanfros largos com mata-junta.

“tandem arc”

A variante “tandem arc” apresenta dois ou três eletrodos soldando em linha e simultaneamente. Cada um pode ter sua fonte de energia e controles em separado. Devido a problemas de efeito de campos magnéticos, os eletrodos movimentados possuem fontes de corrente alternada.

É muito comum que o eletrodo-guia trabalhe com CC+ para garantir melhor penetração e os demais eletrodos com CA, para garantir o enchimento e melhor acabamento do cordão.

Na variante com eletrodo em fita, o arame é eletrodo em fita substituído por uma fita metálica. A espessura da fita é normalmente de 0,5mm e a largura de 30 a 120mm. A diluição é muito baixa e os cordões de solda têm aproximadamente a largura da fita, o que faz com que o processo seja um dos melhores para revestimentos de grandes áreas.

Para trabalhar com eletrodo em fita, são necessárias apenas algumas alterações no equipamento de arco submerso normal.

 

adição de pó metálico

A soldagem por arco submerso com adição de pó metálico deposita antes do fluxo uma camada de pó, mais comumente pó de ferro, com a função de aumentar a taxa de deposição.

O princípio de funcionamento é semelhante ao utilizado no processo de soldagem com eletrodos revestidos em que se faz a adição de pó de ferro no revestimento, ou seja, o arco elétrico funde o arame, o metal de base e o pó, formando uma junta única.

 Link Relacionado:

Soldagem – Coleção tecnológica SENAI – 1ª ed. 1997

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