MMAW vs GMAW: Principais Diferenças nos Processos de Soldagem

A soldagem, juntamente com a fixação mecânica, é amplamente utilizada para diversos fins de montagem industrial e doméstica. A soldagem é um tipo de processo de união pelo qual dois ou mais componentes sólidos podem ser unidos permanentemente pela formação de coalescência, com ou sem a aplicação de metal de adição, calor e pressão. Com o desenvolvimento da tecnologia de soldagem, ela substituiu em grande parte outras técnicas de união permanente, incluindo a rebitagem. A soldagem pode ser aplicada para unir eficiente e economicamente metais, plásticos, cerâmicas e compósitos. Se realizada corretamente com um conjunto ótimo de parâmetros, pode produzir juntas sólidas e confiáveis com resistência semelhante à dos componentes base. Existem numerosos processos de soldagem, que podem ser amplamente classificados como soldagem por fusão e soldagem em estado sólido.

Classificação dos Processos de Soldagem

Os processos de soldagem por fusão são aqueles em que as superfícies de contato do metal base são fundidas pela aplicação de calor para formar coalescência e realizar a união; enquanto nenhum derretimento ocorre nos processos de soldagem em estado sólido. Todos os processos de soldagem a arco, a gás, por resistência e de energia intensa são basicamente processos de fusão. Na soldagem a arco, um arco elétrico é constituído entre os componentes base e o eletrodo pelo fornecimento de uma diferença de potencial suficiente entre eles. Este arco é a principal fonte de calor (energia térmica) para fundir as chapas base e o material de adição. Mais uma vez, existem vários processos de soldagem a arco; por exemplo, MMAW ou SMAW, GMAW (MIG e MAG), GTAW ou TIG, SAW, FCAW, ESW, etc. Cada um deles oferece certos benefícios em relação aos outros.

Soldagem a Arco Metálico Manual (MMAW) e Soldagem a Arco Metálico com Gás (GMAW)

A soldagem a arco metálico manual (MMAW), também chamada de soldagem a arco metálico protegido (SMAW), é um processo de soldagem por fusão onde o arco elétrico é constituído entre um eletrodo e as chapas base. Esta soldagem é realizada principalmente de forma manual, daí o nome. O eletrodo consumível é revestido com fluxo adequado que se desintegra durante a soldagem para produzir gás de proteção e camada de escória, que ajudam a proteger o arco e o banho de metal fundido contra oxidação ou contaminação. Assim, não requer a aplicação separada de gás de proteção. A soldagem a arco metálico com gás (GMAW) também é um processo de soldagem por fusão onde o arco é constituído entre o eletrodo consumível e os componentes base. O eletrodo, na forma de arame, é alimentado continuamente para a zona de soldagem a partir de um carretel usando um sistema mecanizado e, ao mesmo tempo, gás de proteção apropriado é fornecido de fonte externa para proteger o arco e as regiões adjacentes. O GMAW é um processo muito rápido com alta taxa de deposição de material de adição. As diversas diferenças entre a soldagem a arco metálico manual (MMAW) e a soldagem a arco metálico com gás (GMAW) são apresentadas abaixo em formato de tabela.

Tabela: Diferenças entre os Processos de Soldagem MMAW e GMAW

Soldagem a Arco Metálico Manual (MMAW)	Soldagem a Arco Metálico com Gás (GMAW)
O MMAW utiliza um eletrodo consumível na forma de vareta curta de pequeno diâmetro. Por isso, é um processo intermitente, pois o eletrodo precisa ser trocado em determinados intervalos.	O GMAW utiliza um eletrodo consumível alimentado continuamente a partir de um carretel de arame. Não é necessária pausa intermitente para substituição do eletrodo.
O MMAW utiliza eletrodo revestido com fluxo onde o revestimento se desintegra para produzir gás de proteção. Nenhum gás adicional é aplicado para fins de proteção.	No GMAW, gás de proteção inerte ou ativo é fornecido na zona de soldagem. O eletrodo não contém fluxo para produzir gás.
O fluxo (revestimento do eletrodo) produz escória no cordão de solda. Esta escória pode causar defeitos ou prejudicar a aparência. O pós-processamento é desejado para remover a escória.	Nenhum fluxo está associado a este processo. Portanto, nenhuma deposição de escória é observada. Isso elimina a necessidade de pós-processamento.
O processo MMAW é altamente flexível e pode ser aplicado na maioria dos locais, em todas as posições e para a maioria dos materiais.	O GMAW usa mais acessórios e, portanto, não é adequado para aplicações externas. Não pode ser realizado em posição sobre a cabeça.
Geralmente é realizado por operador humano. Portanto, a qualidade da junta depende da habilidade do soldador.	Pode ser automatizado exigindo intervenção mínima do operador. Tem menor tendência a erros humanos.

Processo Intermitente e Contínuo

Uma vareta de pequeno diâmetro (0,5 – 2,0 mm) com comprimento de 30 – 50 cm e revestida com fluxo adequado é usada como eletrodo na soldagem a arco metálico manual. Como este eletrodo é consumível, seu comprimento encurta com o tempo de soldagem devido à sua deposição no cordão de solda. Assim, após certo intervalo (quando a parte revestida com fluxo termina), o eletrodo precisa ser substituído por um novo para continuar a soldagem. Portanto, o MMAW requer paradas frequentes e é um processo intermitente. Por outro lado, um eletrodo consumível (na forma de arame) é alimentado continuamente a partir de um carretel na soldagem a arco metálico com gás. Este carretel pode armazenar comprimento suficiente de arame (geralmente medido pelo seu peso). Assim, o GMAW pode ser realizado por períodos mais longos sem qualquer pausa para troca de eletrodo.

Fontes de Gás de Proteção

O gás de proteção é indispensavelmente necessário nos processos de soldagem a arco para proteger o arco e o banho de metal fundido contra oxidação ou outra contaminação. Durante a soldagem a arco, uma espessa camada de gás de proteção envolve toda a zona de soldagem e restringe o ar atmosférico de entrar em contato com o cordão de solda e áreas quentes adjacentes. No processo MMAW, o eletrodo é revestido com um fluxo que se desintegra pelo calor da soldagem e produz gás de proteção suficiente para cobrir as áreas aquecidas. Portanto, nenhum gás de proteção precisa ser fornecido adicionalmente. Mas no GMAW, não existe tal revestimento de fluxo no eletrodo. Assim, o gás de proteção é fornecido de fontes adicionais (como cilindro de gás) usando tubulação e bico de entrega adequados.

Deposição de Escória e sua Remoção

O MMAW utiliza um eletrodo revestido com fluxo e este fluxo realmente produz o gás de proteção pretendido durante a soldagem. O fluxo também produz escória que se deposita na superfície superior do cordão de solda e a protege contra contaminação. Mas esta camada de escória precisa ser removida após a soldagem para melhorar a aparência. Geralmente, a esmerilhamento é adotado para tal remoção. No entanto, se a escória permanecer presa dentro do cordão de solda e não conseguir flutuar para a superfície, defeitos como inclusão de escória são observados. Tais defeitos podem reduzir a capacidade de carga, a resistência da junta e torná-la vulnerável à corrosão — tudo isso reduz, em última análise, a vida útil. O GMAW é livre de escória, pois nenhum eletrodo revestido com fluxo é usado. Assim, elimina defeitos relacionados à escória e também a necessidade de pós-processamento para remoção de escória.

Produtividade

O MMAW não é altamente produtivo. Na soldagem multipasse, a escória depositada no cordão de solda precisa ser removida completamente após cada passe para evitar defeito de inclusão de escória. Além disso, o eletrodo precisa ser trocado frequentemente. Por isso, não é adequado se grande volume de metal fundido for necessário depositar no cordão de solda. Portanto, não é produtivo para soldagem multipasse. O GMAW é livre de escória e também não requer troca de eletrodo. Portanto, pode depositar grande volume de material de adição em curto período. Assim, é a escolha perfeita quando a abertura da raiz é maior, a borda é preparada em forma de U ou V e/ou a espessura da chapa é maior. Além disso, o diâmetro do eletrodo GMAW é menor que o do MMAW, o que aumenta a densidade de corrente do arco e, consequentemente, a taxa de deposição de material de adição.

Flexibilidade da Soldagem

Flexibilidade indica a capacidade de um processo de soldagem acomodar diversas formas para unir de maneiras diversas em diferentes condições. Indiretamente, refere-se à capacidade e viabilidade de aplicar um processo particular sob certas condições. O GMAW requer cilindro de gás de proteção, tubulações e acessórios para sua entrega controlada. Por isso, não é adequado para aplicações externas de pequena escala. O MMAW pode ser aplicado virtualmente em qualquer local, em todas as posições, dentro do alcance do eletrodo; no entanto, seu desempenho pode não ser no mesmo nível em todos os cenários. Embora o MMAW não seja produtivo, é altamente flexível e tem diversas aplicações.

Qualidade da Soldagem e Dependência do Soldador

Como o nome sugere, a soldagem a arco metálico manual é realizada principalmente por operadores humanos. Portanto, a qualidade da soldagem depende da habilidade e experiência do soldador. Também é suscetível a erros humanos, incluindo erros aleatórios e casuais. Contrariamente, o GMAW pode ser automatizado e requer pouca intervenção do soldador. Portanto, pode fornecer juntas de melhor qualidade se parâmetros apropriados forem empregados.

A comparação científica entre os processos de soldagem a arco metálico manual (MMAW) e a arco metálico com gás (GMAW) é apresentada neste artigo. O autor também sugere a leitura das seguintes referências para melhor compreensão do tema.

1. Processos de soldagem a arco por magmaweld.com.
2. Soldagem a Arco Metálico Protegido por W. L. Ballis (2011, Xulon Press).
3. Manual de Soldagem a Arco Metálico com Gás por W. H. Minnick (2007, Goodheart Willcox).