Variantes do Processo SAW

Este artigo lança luz sobre as quatro principais variantes do processo de soldagem por arco submerso (SAW). As variantes são: 1. Eletrodo Duplo com Fonte de Energia Única 2. Eletrodo Duplo com Múltiplas Fontes de Energia 3. Eletrodos Triplos com Múltiplas Fontes de Energia 4. Solda de Arco Fus.

Eletrodo Duplo # 1 Variante com Fonte de Energia Única :

Embora o fio único SAW seja o processo mais utilizado, os sistemas de cabos múltiplos também encontram uso extensivo devido à maior taxa de deposição e à velocidade de soldagem atingível, o que amplia o alcance do processo. A Fig. 8.28 mostra o sistema SAW de eletrodo duplo usando uma única fonte de energia. Neste processo, dois eletrodos são alimentados simultaneamente em uma cabeça de soldagem dupla que permite o uso de corrente mais alta. Os eletrodos podem ser posicionados paralelamente ou inclinados entre si.

Em configuração paralela, os eletrodos são colocados de 6 a 12 mm de distância e podem estar em tandem, ou seja, um seguindo o outro ou em um arranjo transversal, ou seja, movidos lado a lado. Ambos os sistemas são mostrados na Fig. 8.29. Se os eletrodos forem usados ​​em conjunto, um aumento na velocidade de soldagem de até 50% pode ser obtido, quando usado em sulcos mais largos de matriz transversal pode ser preenchido. A CA é preferida, pois múltiplos arcos CC da mesma polaridade tendem a se unir.

O arranjo transversal de eletrodos mostrado na Fig. 8.29 não depositará o metal tão profundamente quanto os eletrodos em tandem; no entanto, o padrão de penetração da solda pode ser ampliado para cobrir completamente um número de cordões de solda estreitos.

Outro arranjo é o uso de eletrodos gêmeos com conexões em série, Fig. 8.30, de modo que um eletrodo é o cátodo e o outro é o ânodo; e os eletrodos são colocados em configuração vee no eixo da solda. Esta configuração de eletrodos de soldagem resulta na menor profundidade de penetração, mas permite a soldagem de chapas e chapas finas em altas velocidades de soldagem. Como a penetração é superficial, a espessura do metal a ser soldado é geralmente menor que 12 mm.

Variante # 2. Elétrodo Duplo com Múltiplas Fontes de Energia:

Os sistemas SAW de eletrodo duplo são amplamente utilizados e há a escolha de ambos os fios dc, um fio dc e um fio ac, ou ambos os fios ac

A posição do eletrodo em tandem de dois fios com fontes de energia individuais e ambos os eletrodos positivos fornece a mais profunda penetração de todos os sistemas e, portanto, a maior velocidade de soldagem. Este sistema é, no entanto, propenso a severo arco de sopro, portanto, o sistema geralmente utilizado é com eletrodo positivo líder e o arrasto e arrasto de arame ac ou ambos os arames. Um sistema dc / ac, mostrado na Fig. 8.31, tem a vantagem de eletrodo profundo negativo. No entanto, o arranjo mais utilizado é profundo para a penetração do fio principal do arco dc líder para fornecer alta velocidade de soldagem; enquanto o arco de corrente alternada que normalmente funciona com corrente ligeiramente inferior melhora o perfil e o acabamento superficial da solda.

Um sistema todo em corrente alternada é menos propenso ao arco elétrico e é, portanto, preferido para uma peça de trabalho de geometria complicada. Ele também encontra amplo uso em soldagem de múltiplas passagens.

Embora os arcos de CA sejam comparativamente livres de arcos de arco, mas ainda são suscetíveis à deflexão do arco, dependendo da diferença de fase entre os arcos. Para superar essa dificuldade, os sistemas de ac / ac geralmente são executados a partir do transformador Scott de duas ou três fases, mostrado na Fig. 8.32, que fornece uma diferença de fase de 90 ° entre os arcos. Uma conexão delta fechada de fontes de energia, mostrada na Fig. 8.33, com impedância disponível no caminho de retorno também é usada para controlar a diferença de fase entre os dois arcos.

Variante # 3. Eletrodos Triplos com Múltiplas Fontes de Energia :

A demanda persistente para aumentar a produtividade, particularmente na construção naval, onde há longas jornadas de solda, levou ao desenvolvimento de múltiplos sistemas SAW de fonte de energia com até dez fios. No entanto, com exceção de aplicações especiais, três fios são o limite prático e tais sistemas são amplamente utilizados na construção naval, na fabricação de vasos de pressão e nas fábricas de tubos.

O sistema de arame triplo também é usado para fazer costuras horizontais de alta velocidade para tubos de grande diâmetro e para vigas fabricadas. Correntes muito altas podem ser usadas com velocidades de deslocamento e taxas de deposição correspondentemente altas. Dois sistemas elétricos normalmente usados ​​em tais aplicações são o dc / ac / ac, mostrado na Fig. 8.34 e ac / ac / ac, mostrado na Fig. 8.35, com extensão de penetração semelhante àquela do sistema de eletrodo duplo para circuitos elétricos correspondentes. .

O ângulo do eletrodo para o trabalho em ambos os sistemas, de arame duplo e de arame tríplice, é controlado de forma a obter a forma desejada do cordão de solda. O eletrodo líder é operado em alta corrente e baixa tensão para obter boa penetração, o que é melhor alcançado mantendo o eletrodo a 90 °, ou mesmo ligeiramente acima de 90 °, ao talão depositado na peça de trabalho.

O eletrodo do meio é mantido a um pouco menos de 90 °, enquanto o eletrodo de arrasto, nos sistemas de eletrodos duplos e triplos, é mantido a cerca de 70 ° a 75 ° para obter uma superfície lisa de cordão de solda. Três estágios no preenchimento de um sulco comum são ilustrados na Fig. 8.36. As configurações de corrente e tensão para sistemas de 3 fios podem, por exemplo, ser como o eletrodo principal a 1000A a 32V, o eletrodo de fuga a 500A a 42V, com o eletrodo médio a 700A a 38V.

Fig. 8.36 Três estágios no preenchimento de uma ranhura conjunta por um processo triplo de eletrodo SAW

Além dos sistemas de fios múltiplos, as taxas de deposição no SAW também podem ser aumentadas pela adição de pó de ferro à junta sob o fluxo. O ferro irá, assim, derreter e tornar-se parte do cordão de solda; isso aumenta muito a taxa de exposição sem causar nenhum efeito negativo nas propriedades da solda. Pó de ferro pode ser usado com fio único ou sistema SAW de fio múltiplo; A extensão do aumento nas taxas de deposição é mostrada na Fig. 8.37.

Outra variante do processo é aquela em que o arame de enchimento separado ou "frio" é alimentado na zona do arco. Este arame de enchimento frio pode ser sólido para fundido por fluxo para adicionar ligas especiais ao metal de solda. O controle adequado da adição desses elementos de liga pode levar a melhorias consideráveis ​​nas propriedades da solda. O fio fluxado também pode ser usado como um fio de eletrodo regular para obter adição a elementos especiais de liga no metal de solda. Tais variantes do processo, no entanto, precisam de uma consideração cuidadosa e prévia para suas aplicações apropriadas.

Variante # 4. Fus Arc Welding:

A soldagem por arco elétrico ou soldagem por eletrodo revestido contínuo é uma variante do processo SAW que também pode ser considerada um híbrido entre os processos SMAW e SAW porque tem um arco aberto como no SMAW, mas o equipamento empregado é aquele usado para o processo SAW automático. O arco aberto do Fus Arc Welding permite ao operador ver em todos os momentos o que está acontecendo no pool de solda.

O fio do eletrodo usado é continuamente coberto com um fluxo que é mantido na rede enrolada em espiral, consistindo de fios finos ao redor de um fio de núcleo sólido, como mostrado na Fig. 8.38. Para conseguir o contato elétrico, esses fios enrolados em espiral são mantidos nus em suas periferias mais externas.

O processo é iniciado avançando primeiro o fio coberto pelo fluxo para avançar e fazer contato com o trabalho e é então retraído para criar um arco estável. O arco pode ser fornecido com blindagem de CO ₂ adicional para melhorar consideravelmente a qualidade da solda, devido à maior liberdade na composição do fluxo e aos níveis mais altos permissíveis de corrente de soldagem.

Assim, o processo de arco fusor usa o sistema de arco controlado para manter o comprimento do arco consistente. Isso é feito sentindo a tensão do arco que é quase diretamente proporcional a ele; que é então usado para controlar a taxa de alimentação do eletrodo.

Este processo é usado principalmente para soldagem de costuras longitudinais e é, portanto, de uso particular na construção naval e em fabricações estruturais que empregam soldas de filete. Para estas aplicações, o processo é particularmente bem sucedido devido às suas características de arco aberto e tolerância ao mau tempo e às condições da superfície da placa.