Soldagem a Arco de Plasma (PAW): Processo, Ferramentas, Usos e Benefícios

Neste artigo, você aprende o que é soldagem a arco de plasma, seu princípio de funcionamento, equipamentos, tipos, aplicações, vantagens e mais. Baixe PDF ao final.

O que é Soldagem a Arco de Plasma (PAW)?

Soldagem a arco de plasma é processo de soldagem a arco usando calor de arco comprimido entre eletrodo de tungstênio não consumível e outra peça (arco transferido) ou bico constritor refrigerado a água (arco não transferido).

Plasma é mistura gasosa de íons positivos, elétrons e moléculas neutras. Processo de arco transferido produz jatos de plasma de alta densidade energética para soldagem/corte de alta velocidade em cerâmicas, ligas de cobre, aços, alumínio, ligas de níquel e titânio.

Processo não transferido produz plasma de densidade energética relativamente baixa. Usado para soldagem e pulverização de plasma (revestimento) de vários metais. Como peça não faz parte do circuito elétrico no arco não transferido, tocha pode mover entre peças sem extinguir arco.

Princípio de Funcionamento da Soldagem a Arco de Plasma

PAW funciona no princípio de que, ao fornecer energia suficiente a gás inerte, alguns elétrons se libertam do núcleo mas viajam com ele.

Após movimento dos elétrons, átomos tornam-se íons quentes. Esta é a condição mais comum da matéria: quarto estado da matéria.

Átomos ionizados têm altas temperaturas usadas para unir duas chapas. Princípio básico da PAW. Esta soldagem é forma de soldagem TIG com eletrodo de tungstênio não consumível gerando arco.

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Equipamentos de Soldagem a Arco de Plasma

Equipamentos:

1. Tocha de arco de plasma
2. Suprimento de gás de proteção e plasma
3. Metal de adição
4. Fonte de energia

1. Tocha de Arco de Plasma

Quatro partes principais: eletrodo de tungstênio, colletes, bico interno, bico externo. Eletrodo preso por collete. Bico interno fornece gás inerte para formar plasma dentro da tocha. Bico externo fornece gases de proteção que protegem zona de solda da oxidação. Tochas refrigeradas: arco contido dentro gera alto calor; jaqueta d'água externa.

2. Suprimento de Gás de Proteção e Plasma

Gás plasma similar a gás de proteção, fonte única. Gases inertes (argônio, hélio) usados como ambos. Fornecido a tubos interno e externo.

3. Metal de Adição

Frequentemente nenhum material de adição usado. Se usado, alimentado diretamente na zona de solda.

4. Fonte de Energia

PAW requer fonte CC de alta potência para faísca entre eletrodo e chapas (PAW transferido) ou entre eletrodo de tungstênio e bico de descarga (PAW não transferido).

Solda a baixa corrente ~2 A; máxima controlável ~300 A. Requer ~80 V. Fontes: transformadores, retificadores, consoles de controle.

Funcionamento da Soldagem a Arco de Plasma

Inicialmente, peças limpas. Fonte gera arco entre eletrodo de tungstênio e bico, ou eletrodo e peça. Eletrodo dá arco de alta intensidade para ionização de gás e converte gás de orifício em plasma.

Gás ionizado quente dirigido às chapas por pequeno orifício. Gases de proteção (argônio) via válvulas de pressão/regulagem ao bico externo. Formam escudo ao redor da área de solda, protegendo de gases atmosféricos (O₂, N₂). Plasma colide nas chapas, fundindo-as em uma peça. Soldagem prossegue na direção da junta. Se requer metal de adição, alimentado manualmente.

Tipos de Soldagem a Arco de Plasma

Dois tipos:

1. PAW não transferido (Non-transferred PAW)
2. PAW transferido (Transferred PAW)

Diferença entre PAW Transferido e Não Transferido:

1. PAW Transferido (Transferred Plasma Arc Welding)

Eletrodo de tungstênio no terminal negativo; peça no positivo. Usa CC. Arco entre eletrodo e peça. Plasma e arco transferidos à peça → melhora capacidade de aquecimento. Empregado para chapas grossas.

2. PAW Não Transferido (Non-transferred Plasma Arc Welding)

CC usado. Eletrodo no negativo; bico no positivo. Arco entre eletrodo e bico dentro da tocha. Aumenta ionização do gás dentro da tocha. Tocha transfere gás ionizado. Empregado para chapas finas.

Vantagens e Desvantagens da Soldagem a Arco de Plasma

Vantagens:

1. Menor habilidade do operador (boa tolerância do arco a desalinhamentos).
2. Alta taxa de soldagem.
3. Alta capacidade de penetração (efeito keyhole).
4. Alta energia disponível; solda peças duras/ásperas facilmente.
5. Distância ferramenta-peça não afeta formação do arco.
6. Baixo consumo de energia para soldas mesmo tamanho.
7. Arco mais estável.
8. Opera em baixa amperagem.

Desvantagens:

1. Equipamento caro.
2. Alta distorção e largura devido a alta entrada de calor.
3. Operação ruidosa (poluição sonora).
4. Mais radiação.
5. Requer mão de obra altamente qualificada.
6. Custo de manutenção alto.

Aplicações da Soldagem a Arco de Plasma

Para que serve PAW:

1. Indústrias naval e aeroespacial.
2. Soldagem de tubos de aço inoxidável ou titânio.
3. Indústrias eletrônicas.
4. Reparo de ferramentas, matrizes e moldes.
5. Soldagem/revestimento em pás de turbinas.

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Conclusão

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