Por trás da soldagem a plasma

O processo de soldagem por arco plasma, também conhecido por PAW (Plasma Are Welding), é aquele em que a fusão dos metais é provocada por um arco elétrico constritor, estabelecido entre um eletrodo de tungstênio e a peça de trabalho; esse arco está envolvido por uma atmosfera protetora proporcionada por dois fluxos de gases. O arco é chamado constrito ou constringido porque é limitado por um bocal que restringe o diâmetro do arco e aumenta a intensidade da fonte de calor. Um dos dois fluxos de gases, frequentemente argônio, sai do bocal constritor e rodeia o eletrodo, sob a forma de um jato altamente aquecido, chamado plasma; o outro passa por um bocal externo, concêntrico ao bocal constritor, e funciona como proteção; este gás pode ser inerte ou uma mistura de gases inertes.

Gás ionizável Como plasma, o argônio tem sido o preferido na soldagem com baixas correntes em razão de seu maior potencial de ionização. Ele promove melhor limpeza das camadas de óxidos de metais reativos e facilita a abertura do arco elétrico. É utilizado nos trabalhos com aços carbono, aços de alta resistência e metais reativos como titânio e zircônio. O quadro ilustra a utilização de misturas de gases na soldagem de chapas espessas.

Podem-se aplicar outros gases inertes como o hélio puro ou misturado com argônio, porém estes requerem tensões mais altas para abertura do arco. A utilização do hélio (He) desenvolve maior energia no plasma, portanto, a refrigeração do bocal do orifício deve ser muito eficiente.

Misturas de argônio e hidrogênio também são utilizadas para o plasma, com a vantagem de que o hidrogênio tem caráter redutor e capacidade de aumentar a composição do arco, reduzindo o risco de mordeduras e aumentando a velocidade de soldagem.

Diferenças entre TIG e Plasma

O processo de soldagem por arco plasma assemelha-se muito ao processo TIG pelo fato de utilizar eletrodos não consumíveis e gases inertes. As diferenças estão no tipo de tocha e na tensão do arco elétrico utilizados, além dos recursos necessários à fonte de energia. É importante notar que os dois processos apresentam regiões com as mesmas temperaturas máximas; no entanto, a constrição do arco origina uma substancial mudança na concentração de calor na superfície da peça, tornando-a mais favorável ao processo de soldagem. Soldagem manual e mecanizada Na soldagem manual, o metal é depositado por gotejamento, sendo adicionado por uma das mãos enquanto a outra controla a poça de fusão. Na soldagem mecanizada, a bobina de arame é colocada em um alimentador automático com velocidade constante. O sistema automático é utilizado quando a corrente de soldagem ultrapassa 100 A; pode também ser aplicado quando o arame é pré-aquecido por efeito Joule, devido à passagem de uma corrente elétrica através dele, antes de atingir a poça de fusão. Aplicação

O processo por arco plasma é utilizado para unir a maioria dos metais que podem ser soldados pelo processo TIG. Assim, aços carbono, aços-liga, aços inoxidáveis, ligas refratárias, ligas de titânio, são soldados convenientemente por este processo. Também pode ser aplicado em espessuras de 0,02 até 6mm, de forma econômica. Para espessuras de 2,4 a 6mm é utilizada a técnica de soldagem conhecida por “keyhole”.

Vantagens

As vantagens do processo de soldagem por arco plasma, em relação ao processo TIG ou a outro processo de soldagem convencional são: maior concentração de energia e densidade de corrente, consequentemente, menores distorções, maiores velocidades de 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, permitindo melhor visibilidade operacional, maior constância da poça de fusão e menor sensibilidade a variações no comprimento do arco; menor probabilidade de contaminação do cordão por inclusões de tungstênio e de contaminação do eletrodo pelo material de adição. Desvantagens As desvantagens do processo de soldagem por arco plasma são: alto custo do equipamento (duas a cinco vezes mais que o do TIG); manutenção cara e mais frequente da tocha; maior consumo de gases; exigência de maior qualificação da mão de obra. Biografia: Soldagem – Coleção tecnológica SENAI – 1ª ed. 1997