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Processos de Soldagem: Arames Tubulares

17/Maio/2014

Os arames tubulares foram desenvolvidos para atender às necessidades das empresas de aumentar a competitividade e de reduzir custos. O processo de soldagem com estes é bastante semelhante ao processo MIG/MAG, inclusive no que se refere aos equipamentos utilizados. Porém, o arame utilizado na soldagem é tubular, sendo seu interior preenchido por um fluxo, o que garante a este processo características especiais.

A combinação do fluxo contido no interior do arame aliada à proteção gasosa externa produz soldas de alta qualidade, arco estável e baixo nível de respingos. A composição química do fluxo também influencia nas propriedades mecânicas do metal depositado.

A utilização do processo de soldagem com arames tubulares tem aumentado significativamente nos últimos anos, no Brasil e no mundo. As altas taxas de deposição e o desenvolvimento de novos consumíveis tem levado as empresas a migrar para este processo. Segmentos como o naval & offshore, construção pesada, soldagem de perfis estruturais, pipeline e reparo e manutenção estão entre os que mais utilizam soldagem com arames tubulares.

O PROCESSO DE SOLDAGEM COM ARAMES TUBULARES

A soldagem a arco elétrico com arames tubulares (FCAW Flux-cored arc welding), é um processo que promove a união de metais pelo aquecimento destes através de um arco elétrico estabelecido entre a ponta do arame e a peça de trabalho. A proteção da poça de fusão e do arco elétrico pode ser feita pelo fluxo contido no interior do arame (no caso de arames tubulares autoprotegidos) ou por uma fonte gasosa externa. Esta proteção gasosa é realizada na maioria das vezes utilizando 100% CO2 como gás de proteção e em alguns casos utilizando misturas 75%Ar/25% CO2.

Arames tubulares autoprotegidos não necessitam de proteção gasosa externa, uma vez que o próprio fluxo contido no interior do arame possui elementos capazes de gerar os gases para proteção da poça de fusão e do arco elétrico.

soldagem_tubulares

Comparando os processos de soldagem MMA ou SMAW (eletrodos revestidos), MIG/MAG e GTAW (TIG) a soldagem com arames tubulares oferece ao usuário ganhos reais de produtividade sem a necessidade de investimentos altos. Para a migração da soldagem MIG/MAG para a soldagem com arames tubulares basta realizar a troca do consumível e das roldanas de tração do arame. Já no caso da migração advinda da soldagem com eletrodos revestidos será necessária a aquisição de novos equipamentos, não obstante o ganho de produtividade possibilita o retorno do investimento em um curto intervalo de tempo.

FABRICAÇÃO DOS ARAMES TUBULARES ESAB

A fabricação de arames tubulares é feita a partir de fitas metálicas na forma de bobinas. Esta é alimentada continuamente sendo deformada por meio de roletes até que fique com a forma de um “U”, e em seguida é preenchida com o fluxo e/ou pó metálico que formará o interior do arame. Após esta etapa a fita passa por roletes de fechamento até adquirir a forma de tubo, com o fluxo na parte interna. O arame é então trefilado ou laminado até o diâmetro desejado e em seguida bobinado, embalado e identificado.

O processo de fabricação dos arames tubulares requer rigoroso controle de qualidade, principalmente com relação à composição química do fluxo e da fita metálica. Ambos devem ser cuidadosamente inspecionados, uma vez que serão adicionados à poça de fusão. Durante a fabricação deve também ocorrer controle rigoroso para assegurar que não haverá áreas no interior do arames sem preenchimento de fluxo.

fabricaca_tubulares_esab

TIPOS DE ARAMES TUBULARES ESAB

Com gás de Proteção
- Metal Cored:

Possuem em seu interior um fluxo composto por pós metálicos, proporcionando assim alta eficiência de deposição (95%). Suas características incluem também baixa quantidade de fumos (melhor ambiente de trabalho), respingos (menor índice de retrabalho) e também baixo índice de hidrogênio difusível. São arames de alta produtividade e indicados para soldagem de alta responsabilidade. Bastante utilizados na indústria automobilística.

- Flux Cored:
Possuem em seu interior um fluxo composto por pós não metálicos, proporcionando alta produtividade através de maiores velocidades de soldagem. A soldagem com este tipo de arame tubular proporciona a formação de escória que além de proteger a poça de fusão, contribui para um melhor desempenho na soldagem fora de posição. Bastante utilizados nas indústrias de construção naval, offshore e em pipelines.
Podem ser do tipo rutílico ou básico, sendo o rutílico mais comum e indicado para aplicações gerais e o básico para aplicações que requerem altíssima tenacidade.

Sem Gás de Proteção

- Autoprotegidos:
Possuem em seu interior um fluxo composto por elementos capazes de gerar os gases necessários para proteção da poça de fusão e do arco elétrico, não necessitando desta maneira de uma fonte externa de proteção gasosa. É uma ótima alternativa para soldagem em campo em substituição aos eletrodos revestidos, uma vez que proporciona maior produtividade em relação ao processo SMAW (MMA).

Vantagens do Processo de Soldagem com Arames tubulares


Aumento de produtividade em relação à soldagem MIG/MAG ou com eletrodos revestidos:

Na soldagem com arames sólidos toda a seção transversal conduz corrente elétrica. Já, na soldagem com arames tubulares apenas a região da fita metálica conduz corrente elétrica, ocasionando desta maneira aumento da taxa de fusão por efeito joule para uma mesma corrente de soldagem.

Maior facilidade e produtividade na soldagem fora de posição:
A escória dos arames tubulares rutílicos atua sustentando a poça de fusão na soldagem fora de posição, isso possibilita a utilização de maiores correntes de soldagem e conseqüentemente promove maior produtividade. A tabela abaixo apresenta uma comparação entre os processos:

Processo Parâmetros Velocidade Velocidade
Relativa
Taxa de Deposição Estimada
FCAW
DualShield
7100LH
1,2 mm
200A
23V
26 cm/min
2,5 2,81 kg/naa
MAG
OK Autrod 12.51
1,2 mm
150A
22V
15 cm/min
1,5 1,64 kg/naa
MMA
OK 48.04
4,0 mm
150A
23V
10 cm/min
1 1,50 kg/naa


EQUIPAMENTOS

Os equipamentos utilizados na soldagem com arames tubulares são os mesmos da soldagem MIG/MAG. Há, porém a necessidade de adequação no sistema de alimentação de arame, sendo necessária a substituição das roldanas lisas utilizadas com arames sólidos, por roldanas recartilhadas, especialmente desenvolvidas para alimentação de arames tubulares.

Essa necessidade se deve ao fato de o arame tubular ser mais flexível do que o arame sólido. Desta maneira, é aconselhável menor pressão no mecanismo de tracionamento, sendo então necessária a utilização das roldanas recartilhadas para uma alimentação precisa de arame.

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