O documento apresenta informações sobre processos de soldagem semi-automática com arame, como MIG, MAG, soldagem com arame tubular e com arame de alma metálica. O autor, Jeferson Paulo da Silva, é técnico em soldagem e fornece detalhes sobre cada processo, incluindo características, vantagens, desvantagens e fatores que influenciam a escolha do processo adequado para cada aplicação.
A soldagem MIG/MAG é um processo de soldagem muito utilizado para soldas estruturais, onde não é necessário garantir estanqueidade à solda. Entenda algumas siglas e conheça normas que estão no cotidiano do Engenheiro de soldagem
A soldagem MIG/MAG é um processo de soldagem muito utilizado para soldas estruturais, onde não é necessário garantir estanqueidade à solda. Entenda algumas siglas e conheça normas que estão no cotidiano do Engenheiro de soldagem
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1. 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 tem
os Beatles tem
a ver com Solda ?
Nada.
Somente
porque foram
os melhores naquilo
que se propuseram
fazer.
3. Autor : Jeferson Paulo da Silva
Tecnico de Soldagem CREA :
101981 TD
Inspetor de Soldagem N1
Tel. ( 92 ) 8150 - 5044
Fax. ( 92 ) 3611 - 2047
E-mail =
jefersoniprb@hotmail.com
E-mail = jp.jeferson@gmail.com
Manaus - AM
4. Processos de Soldagem a Arco
Semi-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
5. Preparação da Junta
Sequência de Passes,
Requisitos ?
Nosso Objetivo!
Resultado – Permitir o uso dos Processos no Potencial que cada um oferece !
6.
7. 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.
8. Existem diversos caminhos para se definir o(s) Processo(s) de Solda.
Uma das maiores dificuldades é a falta de informação ou desconhecimento
relativos aos processos usuais.
Em virtude destes e muitos outros fatos, sugerimos uma sequência na qual são
analisadas o máximo de variáveis envolvidas relativas aos processos
aqui mencionados e aplicáveis a outros com Soldagem a Arco Elétrico.
9. Quem participa das definições ?
Projetos
Engenharia de Produto
Engenharia Industrial
Produção
Manutenção
SOLDADOR – Orientado corretamente !
10. • Treinamento,
• Disponibilidade de
produto,
• Meio Ambiente,
• Qualidade,
• Certificação,
• Homologação,
• Documentação,
• Consumíveis de
procedência segura, com
Certificados e
Equipamentos com
Qualidade
Profissional Qualificado
representa Qualidade e
Produtividade !
Com as Ferramentas Corretas !
Fundamental
11. 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.
12. Empresas investem muito
em Treinamento e Qualificação
do Soldador e muitas vezes entregam
ferramentas inadequadas ao mesmo.
Ideal é conhecer as
características do produto
oferecido/sugerido e
tratar o assunto tecnicamente.
Envolver os profissionais
em Soldagem – sempre !
13. Qual o melhor caminho
para Definirmos o
Processo de Soldagem ?
Equipamento é selecionado após
definição do Processo !
14. Antes de mais nada,
É imperativo que se conheça os Processos
usuais de Soldagem nas suas:
15. Interferência nos Resultados . .
Não podemos inverter a ordem de seleção !
Profissional
Fadiga
Condições Físicas
Emocional
Instalações
Equipamento
Consumíveis
Desconhecimento
Ambiente
Produto
Profissional
Sistema
Instalações
Equipamento
Consumíveis
Desconhecimento
Programa
Produto
Manutenção
etc,…
Manual Mecanizada / Robô
16. Saber as Interferências –
Antes e Após Soldagem . . .
Definição e preparação da Junta é importante uma vez que
poderá influenciar na Qualidade, Produtividade e uso do
processo 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.
17. Interferências –
Antes e Após Soldagem . . .
Limpeza – Preparação – Pré-Montagem – Ponteamento –
Tipo de Junta – Posição de Soldagem – Ambiente –
Respingos – Distorção – Tratamento Térmico - Qualidade
19. Com o objetivo de atender as necessidades do
Produto e da APLICAÇÃO em :
20. A soldagem exige conhecimento – Teórico e Prático –
bom senso, criatividade e informações que possam
alimentar a sua necessidade com dados suficientes
para decidir.
É simples. Nós é que confundimos tudo !
22. O QUE É SOLDA ?
Arco Elétrico
Processo de Fusão do Metal, decorrente da
aplicação de Calor Gerado pelo Arco Elétrico
com 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 !
23. Arco Elétrico
Metal Base
MB + Calor ( + depósito )
MB + Fluxo do Calor = Expansão
MB + Distribuição do Calor
MB + Resfriamento = Solidificação
CONTRAÇÃO !
24. Nosso objetivo é
transferir dados
dos Processos
envolvidos e sendo
a Solda um processo
dinâmico e de transformações
a prática faz a diferença.
25. Esquema Elétrico na Soldagem
Semi-Automática ou Automática
Arco
ESO
Bico Contato
Contato
Arame
Fonte
de
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
26. A Solda Semi-Automática foi desenvolvida durante a
II Grande Guerra devido a demanda na produção de
materiais bélicos e fruto de muita pesquisa e de
desenvolvimento do Processo TIG.
27. • MIG
• MAG
• TUBULAR
com Gás
• TUBULAR
Auto-Protegido
• ALMA Metálica
28. Tocha
Gás e Regulador
Cabos e Garra
Fonte
Cabeçote
Refrigeração e Mangueiras
PROCESSOS = MIG – MAG – TUBULAR – ALMA METÁLICA
Composição
do Sistema
29. BásicoFonte de Energia
Alimentador do Arame
Gás de proteção
Se necessário
Consumíveis
Arames Regulador
de Vazão do Gás
Tocha Seca ou
Refrigerada
33. • 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
34. Exemplo - CLASSIFICAÇÃO AWS A5.20
Arames Tubular com Gás e Auto-Protegido
E X X T - X M J HZ
4, 8,16
Impacto
20 Ft/Lbs. @ -40º FGás Mistura
Aplicabilidade
1 a 14
G - N.E.
S = Passe Simples
Arame
Tubular
Eletrodo
Res.Tração mínima
6 = 60,000
7 = 70,000
psi
Posição
de Soldagem
0 = Plana e Horizontal
1 = Todas Posições
E70T-1 H4
E71T-1MJ H8EXEMPLO:
35. AWS A5.20
I. Tipo de Escórias
1. BÁSICA
2. RÚTILO (ACIDA)
II.
1. Gás de Proteção
1. CO2
MISTURA
2. AUTO-PROTEGIDO
III.
1. PASSE SIMPLES
2. MÚLTIPLO PASSE
36. Aços Carbono, Aços Inoxidáveis, Alumínio e suas Ligas,
Cobre e suas Ligas, MIG Brasagem.
Passe de Raiz ( cuidado )
Ponteamento
Chapas Finas
e Grossas
Tendência a
Falta de Fusão em
chapas acima de 6 mm
em Curto Circuito
Desempenho depende
do Tipo de Gás,
Equipamento, Soldador,
Parâmetros e Transferência.
Imagem cedida por ESAB-USA
37. Processo MIG / MAG
as
etal
arc
elding
E
T
A
L
N
E
R
T
A
S
Soldagem a Arco Metálico
e Gás de Proteção
segundo AWS - American Welding Society
E
T
A
L
C
T
I
V
E
A
S
38. 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
39. Desvantagens . . .
Tendência a Falta de Fusão com Arame Sólido
Número de Variáveis Controladas
Nível de Respingos *
* Equipamentos, Gases e Treinamento
têm contornado as dificuldades usuais
do Processo
O Alma Metálica supera estas desvantagens
40. Por que . . .
Argônio
Hélio
Mistura - 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
41. Arames . . .
Sólido e Ligas Leves
Alma Metálica ( Tubular )
ARAME TUBULAR DE ALMA METÁLICA ( Metal Cored )
considerado como MAG pela AWS/ASME devido ter as
características principais do processo MAG ( GMAW )
apesar de fisicamente ser similar ao Arame Tubular.
42. ARAME ALMA METÁLICA
Arame Sólido Moido ( ilustrativo ) – Ligas Metálicas
– Desoxidantes, Elementos Estabilizantes, entre outros
elementos específicos para atender os Requisitos do
Processo.
ARAME ALMA METÁLICA
ARAME SÓLIDO
43. 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 !
44. Gases . . .
Os gases têm muita influência
nos Processos MIG e MAG.
Alteram, principalmente, o modo
do metal se transferir através da
coluna do arco.
Por exemplo, um determinado tipo
de gás pode significar redução
de respingos mas pode levar
a falta de fusão na solda.
45. 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 influências
pois pode ser decisivo no uso
do processo nas soldas fora de
posição e produtividade.
46. Transferências do Metal MAG
Dependentes do :
Gás
Velocidade do Arame ( Corrente )
Tensão do Arco
Stickout
Curva Estática da Fonte de Energia
Resistência no Circuito
Resposta Dinâmica da Fonte de Energia
Composição Química do Arame
48. Transferências e Razão de Depósito
Na Soldagem MAG
Volts
Velocidade do Arame
Curto
Circuito
Globular
Spray
A transferência Pulsada
se localiza em toda faixa
pois irá depender da
Velocidade do Arame mas
mantêm a Transferência.
49. 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, também
aplicável com
Arame Alma
Metálica.
50. 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 Aspecto
do Cordão
Aporte do Calor Controlável - pelo Equipamento
+ variáveis operacionais
Soldagem em todas as posições
51. Pulsado Desvantagens . . .
Aquecimento do Metal Base em Chapas
Finas Causa DISTORÇÃO
Soldador Necessita de + Treinamento
Falta de Fusão - caso não se oriente
o usuário e se utilize o Gás correto
Cuidado com “ ISENTO DE RESPINGOS “
Calor do Arco e emissão de Raios UV
52.
53. Diferença no perfil do cordão de solda
SÓLIDO ALMA METÁLICA
Arame Sólido
Tendência a Falta de Fusão
Arco Spray
57. Porque o Arame Alma Metálica
proporciona 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
58.
59. Trefila Diâmetro
Final
Adição do Pó
Reservatório
Pós Metálicos
Fechamento
Matrizes
Conformação
Fita Laminada
Aço ou Inox
COMO SÃO FABRICADOS ( Tipo de Topo )
A Fita é de Chapa
Laminada e cortada
em Tiras ou de Arame
Sólido Laminado.
61. ARAME TUBULAR
Elementos formadores de Escória. Estabilizantes,
Desoxidantes, Ligas Metálicas, Óxidos, Rutilo,
entre outros elementos específicos para atender
Requisitos do Processo Arame Tubular
62. ARAME TUBULAR
Gás
(Opcional)
Poça de Fusão
Metal de Solda
Solidificado
Poça de
Fusão
Escória
Direção
da Solda
Bocal
(Opcional)
Arame
Tubular
Arco
63. 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
64. 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 !
65. 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
66. Metal Solidificado Escória, Metal de Base e
Arame Líquidos
Poça de Fusão
Escória Solidificada
Somente no Tubular
Bocal
Arame Tubular
( Alma Metálica )
com Proteção
Gasosa
Pós Metálicos, Ligas,
Fomadores de Escória
Desoxidantes, etc.
Arco Elétrico
Metal de Base
Gás de Proteção
Bico de
Contato
67. O uso dos Arames Tubular ou
Alma Metálica, quando
aplicáveis, possibilita expressiva
Redução de Custo e Aumento na
Produtividade.
Lembre-se :
Sempre com Qualidade !
68. 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
69. Arame
TUBULARArame
ALMA
METÁLICA
NÃO FORMA ESCÓRIA
Somente ( ou quase nada )
ilhas de Óxidos de Si e Mn
FORMA ESCÓRIA Tipo
ÁCIDA - BÁSICA
RUTILO ( Semi-Básica )
O tipo de escória
determina a aplicabilidade
e o gás a ser utilizado
( se necessário )
70. 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
71. Polaridade
Usualmente usa-se Polaridade
Inversa ( Arame no Positivo da Fonte )
mas a maioria dos Arames Tubulares
Auto-Protegidos usam Polarida Direta
( Arame no Negativo da Fonte )
ARAME TUBULAR
Auto-Protegido
Verifique a Norma.
Consulte o fabricante.
72. 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.
73. Pré e Pós vazão do gás
são importantes para
proteger a região da
solda e facilita a
abertura do arco
Vazão excessiva causa
turbulência no arco e
arrasta gases da
atmosfera contaminado
o metal de solda.
74. 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.
75. Efeitos da Velocidade de Soldagem
150 cm/min 40 cm/min 75 cm/min
6 mm-Diâ. , 850 Amps, 34 Volts
76. 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
77. Efeitos da Corrente
Uma vez que a velocidade do arame é proporcional a corrente
O efeito imediato é o aumento da penetração.
A Velocidade do Arame é responsável pela Razão de Depósito.
+ Arame
= mais
depósito
de material
78. Stickout : é uma variável de extrema importância na Soldagem com Arame
e deve ser respeitado conforme instruções do fabricante do arame e para
o tipo de transferência objetivado quando se usa arame sólido.
O STICKOUT É UMA RESISTÊNCIA NO CIRCUITO DE SOLDAGEM !
Bico de
Contato
Arame
Bocal
Comprimento =
Metal de Base
79. Comprimento do Stickout
Muito curto
Normal
Muito longo
Curto Circuito
Use 10 vezes
0 Diâmetro do
arame.
Use o Bico paralelo
ao Bocal ou até
3 mm para fora.
Spray
Use 15 vezes
0 Diâmetro do
arame.
Use o Bico recuado
no Bocal até 3 mm
O mesmo para pulsado
Tubular – siga as recomendações
do fabricante do arame.
82. É um ajuste localizado na Fonte de Energia e tem maior influência
quando se solda em Transferência Curto Circuito.
Pode ajudar nas outras transferências no momento de se abrir o
arco otimizando a abertura do mesmo.
Muitos equipamentos têm a Indutância incorporada mas é só enfeite.
Tem influência
direta no arco
83. O procedimento de soldagem
e a técnica/manuseio da tocha
são diferentes para cada uma
das posições de soldagem.
TREINAMENTO !
86. 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 !
87. 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 fundamentais
e somam-se às Qualidades do Consumível e utilização correta de cada
Processo.
TREINAMENTO SEMPRE !
89. Jeferson Paulo da Silva
Tecnico de Soldagem Crea: 101981TD
Inspetor de Soldagem Nivel 1
Tel. ( 92 ) 8150 - 5044
Fax. ( 92 ) 3611 - 2047
E-mail = jefersoniprb@hotmail.com
E-mail = jp.jeferson@gmail.com
Manaus - AM
90. Contrate: Técnico de Soldagem
Crea : 000101981 TD
Comprometimento
Serviço
Suporte
Sempre
preocupados
em exceder
no atendimento
às expectativas
dos Clientes.
OBRIGADO!