O processo de soldagem a arco sob proteção gasosa consiste em um aquecimento localizado da região a se unir, até que esta atinja o ponto de fusão, formando-se então a poça de metal líquido, que receberá o metal de adição também na forma fundida. A energia necessária para fundir tanto o metal base quanto o metal de adição, é fornecida pelo arco elétrico. No arco elétrico temos cargas elétricas fluindo entre dois eletrodos através de uma coluna de gás ionizado.
Para isolar a região de soldagem dos contaminantes atmosféricos (nitrogênio, oxigênio e umidade), que prejudicam as propriedades mecânicas da junta, são utilizados gases de proteção com características químico-físicas específicas que também ajudam a formar e manter o arco elétrico estável. A altura do arco elétrico é controlada pela diferença de potencial (voltagem) aplicada entre os eletrodos, no caso do processo MIG-MAG, e sua intensidade pela corrente elétrica (amperagem) que se faz fluir através da coluna de gás ionizado (plasma).
O processo MIG/MAG é considerado um processo semiautomático de soldagem, pois utiliza como metal de adição o arame eletrodo de alimentação contínua, onde o soldador deve apenas controlar a velocidade de avanço durante as operações de soldagem, mantendo-se constante a distância do bico de contato a peça. Além do arame, são utilizados gases inertes ou ativos para proteger a região de solda.
Neste processo, a fonte de energia fornece tensão (voltagem) constante e corrente (amperagem) contínua. O ajuste da amperagem é feito variando-se a velocidade de alimentação do arame. Quanto maior esta velocidade, maior a corrente que a fonte fornece para fundir o arame eletrodo. O ajuste da tensão é feito na fonte, e esta variável é que vai fornecer a energia necessária para gerar uma quantidade de corrente compatível com a velocidade de arame selecionada.
Para uma tensão de trabalho definida, existe uma velocidade de arame que torna o arco e a transferência metálica mais estáveis com pouca geração de respingos. No processo MIG/MAG trabalha-se com polaridade reversa, isto é, o arame eletrodo ligado na polaridade positiva e a peça-obra ligada na polaridade negativa.
Atualmente existem dois tipos básicos de fonte de soldagem para o processo MIG/MAG: as fontes convencionais e as fontes pulsadas. As fontes convencionais fornecem corrente contínua cujo valor é praticamente constante no decorrer do tempo. Sua principal característica é a autorregulagem do arco elétrico com a variação da distância do bico de contato a peça.
Os gases de proteção utilizados no processo MIG/MAG tem a função de proteger a poça de fusão dos contaminantes do ar atmosféricos e proporcionar a estabilidade do arco elétrico. Quando se utiliza gases inertes o processo denomina-se processo MIG (Metal Inert Gas). Os gases inertes mais utilizados são: Argônio (Ar), Hélio (He), e Nitrogênio (N2) ou misturas entre eles, porém o Hélio e o Nitrogênio, mesmo sendo considerados gases inertes, tem a capacidade de potencializar o Arco Elétrico em algumas situações, propiciando maiores penetrações que quando se usa o Argônio puro, a exemplo de soldagem de alumínio e suas ligas, quando o material base tem elevada espessuras (Considerar espessuras maiores que 1” - uma polegada).
Quando se utiliza gases ativos o processo denomina-se processo MAG (Metal Active Gas). Os gases ativos mais utilizados são: dióxido de carbono (CO2), mistura de argônio com dióxido de carbono, argônio com oxigênio (O2) e misturas de argônio com dióxido de carbono e oxigênio. O silicato de manganês formado possui ponto de fusão e densidade inferior ao metal de solda, permanecendo na superfície do cordão de solda. Em soldagem multipasse não é necessário, na maioria das vezes, retirarmos esta escória formada dos cordões anteriores.
Os gases de proteção influenciam:
Penetração: O CO2 “puro” pode ser usado na soldagem, obtemos ai processo MAG, empregado para soldagem de metais ferrosos, normalmente solicitado na soldagem de espessuras acima de 4mm. Como maior ponto positivo destaca-se o custo do gás, que comparativamente é bem mais barato, e as taxas de penetração, que são bem maiores quando comparadas as chamadas “Misturas”, que normalmente são compostas CO2, com 8 a 30% “balanço” em Argônio, ou seja, o que falta para 100% do volume do cilindro de Argônio, ou o mesmo raciocínio com uso O2 + Argônio, ambos que proporcionam menores taxas de respingos, se comparado ao CO2 “puro”. Porém com uso das “Misturas” normalmente se obtém menores taxas de penetração, por serem normalmente ricas em Argônio, considerando transferência por curto circuito. Já em transferência tipo spray, devido ao alto nível de energia do arco elétrico, as misturas ricas em argônio também produzem penetrações elevadas, e normalmente aumento de produtividade, por proporcionarem maior velocidade no processo de soldagem.
Quantidade de respingos: Os respingos com misturas a base de argônio são menores e em quantidade inferior quando comparados ao CO2. Quando se utiliza misturas ricas em argônio (85% ou mais de argônio) e em transferência em spray, a quantidade de respingos é desprezível.
Acabamento: Para baixo nível de energia, o acabamento dos cordões de solda é semelhante. Já para correntes elevadas, as misturas a base de argônio produzem melhor acabamento em relação ao CO2. Queima de elementos de liga: A queima de elementos de liga depende do nível de corrente da operação de soldagem. Para um mesmo nível de amperagem quanto maior a porcentagem de argônio menor a queima de elementos de liga. Velocidade de soldagem: Quanto menor o teor de CO2 maior a velocidade de soldagem (produtividade). A adição de oxigênio (5% no máximo) ao argônio puro resulta em misturas de altíssima produtividade.
Para saber mais, consulte a apostila sobre o processo MIG/MAG Sumig.
