Solda e Corte a Plasma

Curso: << Eng. de Produção>>

Disciplina: << Processos de Fabricação I>>

Tema : << Solda e corte a plasma>>Professor: << MSc. Luis Felipe Carollo >>

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Solda e corte a plasmaPAW – Plasma arc welding




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• A história da soldagem mostra que desde as mais remotasépocas, muitos artefatos já eram confeccionados utilizandorecursos de brasagem, tendo sido descobertos alguns commais de 4000 anos; a soldagem por forjamento tambémtem sido utilizada há mais de 3000 anos.

Solda e corte a plasma

A solda e história




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• Com o advento da Primeira Guerra Mundial, a técnica dasoldagem começou a ser mais utilizada nos processos defabricação; a Segunda Guerra Mundial imprimiu grandeimpulso na tecnologia de soldagem, desenvolvendo novosprocessos e aperfeiçoando os já existentes.


A solda e acontecimentos históricos

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• Solda é o processo de união entre duas superfícies, com ousem a adição de material constitutivo ou aditivo, de modoa formar uma junção que possua as propriedadesmecânicas desejáveis ao fim que se destina a obra.


Conceito solda

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A definição de plasma é tida como o quarto estado damatéria. Quando adiciona mais energia no gás, propriedadescomo temperatura e características elétricas são modificadas.Este processo é chamado ionização, ou seja criação deelétrons livres e íons entre os átomos do gás.

Quando isso acontece, o gás torna-se um “plasma”, sendoeletricamente condutor pelo fato de os elétrons livrestransmitirem a corrente elétrica.

Quanto menor for a secção, maior será a temperatura no gás plasma, devido a dificuldade da passagem de elétrons.

Solda e corte a plasma1 –

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1 – Gás de plasma2 – Bocal de proteção3 – Gás de proteção4 – Eletrodo5 – Bocal de constrição6 – Arco elétrico




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O gás passa pelo arco elétrico formando o plasma.Aquecido dentro do bocal, o gás sofre uma enorme expansão,e sai em um pequeno orifício, adquirindo velocidades naordem de 6Km/s, acentuando o fenômeno de dissociação.

Quando fora do bocal, os íons recombinam-se para voltar aoestado gasoso, liberando uma energia tal que leva atemperaturas acima de 25000oC.Utiliza eletrodos não consumíveis e gases inertes.

O gás plasma recombinado não é suficiente para a proteçãoda região soldada e da poça de fusão, assim é fornecido umfluxo de gás suplementar e independente, para a proteçãocontra contaminação atmosférica.

O fluxo de gás de proteção corre entre o corpo que contém oorifício e uma cobertura exterior.




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A fonte de energia utilizada é de corrente constante, podendoser retificador, gerador ou inversores, utilizando correntecontinua, polaridade direta.

Equipamentos




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Detalhe para o circuito elétrico do processo PAW




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As tochas são providas de um punho para o manuseio dosoldador, um conjunto de pinças para a fixação do eletrodo,condutos para passagem do gás e água de refrigeração, umbico de cobre com o orifício para a construção do arco elétricoe um bocal de cerâmica para a isolação e proteção dooperador.

Equipamentos




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O eletrodo utilizado é de tungstênio (comercialmente purotungstênio 99,5%), ou tungstênio dopado com tório ouzircônio, não sendo consumível.

Materiais




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O argônio tem sido o preferido na soldagem com baixascorrentes em função do seu maior potencial de ionização,além de promover uma melhor limpeza das camadas deóxidos de metais reativos e facilita a abertura do arco elétrico.

Pode-se aplicar outros gases inertes como o hélio puro oumisturado com argônio, porém estes requerem tensões maisaltas para a abertura do arco.

Materiais




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Argônio e Hélio

Argônio e Hidrogênio




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Cobre

Alumínio

Níquel

Titânio

Zircônio

Magnésio

Cromo

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Técnic

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A soldagem a plasma pode ser utilizada em três modos de operação.




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União de chapas de 0,1 a 1 mm de espessura.

Gás de proteção é geralmente uma mistura de argônio-hidrogênio com um teor de H2 até 10%, já que o H2 possuialta condutibilidade térmica, permitindo a retirada de calornas zonas limítrofes do núcleo do plasma impedindo umalargamento do arco elétrico.

Microplasma

3 –

Técnic

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Consiste na união de chapas finas (sem adição de arame) de0,5mm até 3,0mm de espessura de aços carbonos nãorevestidos e revestidos (galvanizados) e aços inoxidáveis.

Melt-in

3 –

Técnic

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Técnica utilizada para a soldagem plasma mecanizada ourobotizada dos aços inoxidáveis. Possibilita soldagem dechapas de até 10mm de espessura com altíssima qualidade.

Keyhole

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Técnic

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Técnic

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Técnic

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4 –

Vanta

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Maior concentração de energia e densidade de corrente,conseqüentemente, menores distorções, maiores velocidadesde soldagem e maiores penetrações;

Maior estabilidade do arco em baixos níveis de corrente,permitindo a soldagem de finas espessuras (a partir de 0,05mm)

O arco é mais “homogêneo” e de maior extensão, permitindomelhor visibilidade operacional, maior constância da poça defusão e menor sensibilidade a variações no comprimento doarco;

Menor probabilidade de contaminação do cordão porinclusões de tungstênio e de contaminação do eletrodo pelomaterial de adição uma vez que o mesmo encontra-se dentrodo bocal.




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4 –

Desv

anta

gens


Alto custo do equipamento (2 a 5 vezes mais que o TIG);Alto custo do equipamento (2 a 5 vezes mais que o TIG);

Manutenção da pistola mais freqüente (orifício calibrado) ecara;

Maior consumo de gases;

Exigência de maior qualificação de mão de obra.




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5 –

Merc

ado


Uma das explicações para o insucesso inicial da soldagem aplasma pode estar no modo como o processo foi introduzidono mercado; a expressão “Soldagem a Plasma” trazia à mentedos usuários um processo complexo e com alta tecnologiaagregada. Sob o ponto de vista de “marketing”, usar apalavra Plasma para descrever uma modificação do processoTIG pode ter prejudicado sua receptividade.

Os fabricantes de equipamentos deveriam ter divulgado opotencial de aplicação do novo processo e as vantagens sobreos processos convencionais. Na história do processo Plasmahouve uma certa tendência por parte dos fornecedores deequipamentos de disponibilizar muita informação acerca decomo funcionava o processo e pouca informação em relaçãoao que o processo era capaz de fazer.




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Apli

cação


É mais utilizado na fabricação de equipamentos de açosinoxidáveis, com chapas de espessuras médias (3 a 8 mm) edos que requerem cordões longos, como tanques e reatorespara a indústria química e de bebidas.

Indústria aeroespacial, na soldagem de ligas especiais dealumínio.

Apesar de menos comum, pode ser aplicado em uniões de aços ao carbono, como na soldagem da parte superior de amortecedores destinados à indústria automobilística.

Outros exemplos pode-se mencionar a fabricação deradiadores, a soldagem de pontos críticos em motores deautomóveis e a soldagem de componentes elétricos, comochapas para transformadores e alternadores.




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Víd

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Telecurso 2000 Processos de Fabricacao 64 Corte plasma.avi

Telecurso 2000 Processos de Fabricacao 64 Corte plasma.avi




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