Soldagem GMAW (MIG) Explicada: Guia Completo sobre Soldagem a Gás Inerte Metálico

A soldagem é um dos processos de fabricação mais amplamente utilizados no mundo industrial. Bem-vindo de volta ao The Mechanical Post! Hoje vamos entender o que é soldagem GMAW ou MIG, começando pelas siglas:

MIG – Metal Inert Gas (Gás Inerte Metálico).
GMAW – Gas Metal Arc Welding (Soldagem a Arco Metálico com Gás).

Definição de GMAW

Ao contrário da soldagem TIG, que utiliza um eletrodo de tungstênio não consumível, a MIG emprega um eletrodo metálico consumível para a soldagem.

O que é um eletrodo consumível?

Na soldagem, se o eletrodo derrete devido ao calor produzido pelo arco elétrico e torna-se parte da solda, ele é chamado de consumível. Esse tipo requer alimentação contínua do fio eletrodo. A velocidade de alimentação depende da tensão do arco. No processo de união de duas peças metálicas, as extremidades são fundidas para se fundirem ou um material de adição é usado. O material de adição tem ponto de fusão relativamente baixo e preenche a lacuna entre as peças quando derretido. Na TIG, o eletrodo de tungstênio aquece o metal diretamente, não havendo material de adição. Na MIG, o eletrodo que produz o arco derrete e passa a fazer parte do banho de fusão. Por isso, a alimentação contínua vem de um carretel controlado por um motor de velocidade variável.

O que é um arco elétrico?

A MIG ou GMAW é um dos tipos de "soldagem a arco elétrico". A soldagem a arco elétrico é o método mais extensivamente usado para unir componentes metálicos utilizando o calor gerado pelo arco elétrico.

Construção do equipamento MIG

Para realizar soldagem MIG ou GMAW, os elementos básicos são: uma tocha de soldagem (também chamada de tocha ou punho), uma fonte de alimentação de soldagem, um fio eletrodo, unidade de alimentação de fio e suprimento de gás de proteção. A soldagem MIG é feita com a ajuda de uma tocha de soldagem, uma estrutura semelhante a um punho onde o fio eletrodo e o gás de proteção estão contidos. A tocha GMAW consiste nos seguintes componentes:

• Interruptor de controle para controlar o fluxo de gás e a fonte de alimentação;
• Ponta de contato;
• Cabo de alimentação para produzir o arco;
• Bico de gás para gás de proteção;
• Conduto e revestimento do eletrodo;
• Mangueira de gás.

Por Mysid, TTLightningRod - Vetorizado por Mysid em JPEG por TTLightningRod.

Onde:

1. Punho da tocha segurado na mão;
2. Dielétrico fenólico moldado (branco) e porca de metal rosqueada (amarelo);
3. Transmissor de gás de proteção;
4. Ponta de contato;
5. Saída da tocha.

O interruptor de controle, ou gatilho, quando pressionado pelo operador, inicia a alimentação do fio, a energia elétrica e o fluxo de gás de proteção, produzindo o arco elétrico.

O fio eletrodo derrete durante a soldagem, portanto, um suprimento contínuo é fornecido por rolos de alimentação controlados por um motor de velocidade variável. A velocidade de alimentação depende da tensão do arco produzido: quanto maior a tensão do arco, mais rápido o fio é alimentado. A maioria dos modelos GMAW alimenta o fio a uma taxa constante; porém, máquinas avançadas podem variar a taxa de alimentação de acordo com o comprimento do arco e a tensão. Taxas de alimentação de até 30 m/min (1200 in/min) podem ser alcançadas em máquinas GMAW avançadas, enquanto taxas para MIG/GMAW semi-automáticas variam de 2 a 10 m/min (75–400 in/min).

Gases de proteção também são direcionados sobre a zona de solda com a ajuda de cilindros de gás pressurizado através da tocha. Os gases de proteção são geralmente gases inertes como hélio, argônio ou uma mistura de argônio (80%) com dióxido de carbono (20%).

Por que gases inertes são usados na soldagem MIG ou GMAW?

O uso de gases inertes impede o contato entre a peça de trabalho e a atmosfera, evitando a oxidação. Eles formam uma camada protetora sobre a zona de solda, daí o nome "gases de proteção".

Funcionamento da soldagem MIG

A peça é posicionada e fixada firmemente. O gás de proteção é alimentado na zona de solda. A alimentação de corrente é ligada. Corrente contínua é usada e o eletrodo é carregado positivamente, fazendo com que a corrente flua do eletrodo para a peça. Como o ânodo tende a ter maior concentração de calor, isso causa fusão mais rápida do fio de alimentação, aumentando a penetração e a velocidade de soldagem. À medida que a corrente flui pelo eletrodo, um arco se forma entre ele e a peça. A alta temperatura do arco faz com que o eletrodo derreta e passe a fazer parte da solda.

Nathaniel C. Sheetz (User:Spangineer) / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Onde:

1. Direção do movimento da tocha;
2. Tubo de contato;
3. Fio eletrodo MIG;
4. Gás de proteção para melhor formação do arco e solda;
5. Metal de solda ou adição derretido;
6. Metal de solda solidificado após resfriamento;
7. Peça de trabalho sobre a qual a soldagem é realizada.

O eletrodo é feito de fio de liga metálica, chamado fio MIG, cuja liga e tamanho dependem da composição do metal a ser soldado. Dependendo do material base, os diâmetros dos eletrodos usados em MIG ou GMAW variam de 0,7 a 2,4 mm (0,028–0,095 pol). Para operações pesadas, o diâmetro pode chegar a 4 mm.

Na GMAW, o operador não precisa manter um comprimento de arco preciso, nem alimentar material de adição manualmente, o que facilita o processo. O operador deve guiar a tocha corretamente sobre a área a ser soldada e manter o bico de gás da tocha limpo, removendo acúmulo de respingos em intervalos regulares.

Qualquer processo de soldagem que utilize arco elétrico pode ser perigoso se as devidas precauções não forem tomadas. Operadores devem usar equipamento de proteção adequado para evitar danos.

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Vantagens da soldagem MIG ou GMAW:

Maior Produtividade

Na GMAW, não é necessário trocar eletrodos constantemente como na TIG ou remover escória, nem escovar a solda repetidamente, economizando tempo ao operador. Assim, mais trabalho é concluído em menos tempo.

Fácil de Aprender

Graças aos processos semi-automatizados, pode-se aprender GMAW em muito pouco tempo.

Soldas de Boa Qualidade

A MIG proporciona melhor visibilidade do banho de fusão. Com o melhor controle oferecido pela alimentação automática do fio, a GMAW torna simples produzir uma solda com ótima aparência.

Pouca Escória Produzida

A GMAW usa gás de proteção para proteger o arco, havendo perda mínima de elementos de liga durante a transferência do metal pelo arco. Isso reduz a quantidade de escória produzida.

Alta Flexibilidade

A soldagem MIG é muito flexível, pois pode soldar uma grande variedade de metais e ligas, operando de várias formas, como semi e totalmente automática, oferecendo muitas opções.

Maior Velocidade de Soldagem

Devido aos processos semi e totalmente automáticos possíveis, o tempo gasto é significativamente reduzido.

Desvantagens da Soldagem MIG:

Alto Custo Inicial e de Manutenção

As máquinas usadas na GMAW são complexas e caras. Além disso, o custo de reposição dos gases de proteção, fio eletrodo e eletricidade se soma ao preço já elevado.

Não Adequada para Soldagem Externa

A GMAW não é portátil e não pode ser usada ao ar livre, pois o vento pode dispersar o gás de proteção.

Não Indicada para Metais Espessos

Embora a soldagem MIG seja boa para metais finos, ela não proporciona penetração adequada para aço mais espesso que exige uma solda sólida.

Efeitos de Radiação

A radiação ultravioleta do arco elétrico pode causar danos semelhantes a queimaduras solares se a pele for exposta ao arco.

Aplicações da GMAW:

• Soldagem de juntas de tubos;
• Construção naval;
• Soldagem de trilhos ferroviários;
• Soldagem em automóveis, etc.

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