Chamas de Soldadura a Gás: Neutra, Carbonizante e Oxidante

Hoje vamos aprender sobre os tipos de chamas de soldadura usadas na soldadura a gás. No meu post anterior, discutimos soldadura a gás. Neste processo, gases combustíveis são queimados e produzem chamas de alta temperatura usadas para criar junta de soldadura.

A chama desempenha papel principal na criação da junta e as propriedades da solda dependem fortemente dela. Existem três tipos de chamas: chama neutra, chama carbonizante e chama oxidante. A chama neutra tem mistura sincronizada de combustível e oxigénio, a chama carbonizante tem mais combustível e a chama oxidante tem mais oxigénio. Materiais diferentes usam chamas diferentes conforme a condição de soldadura.

O que é Chama de Soldadura?

Chama de soldadura é usada para aquecer metal ou termoplásticos, fundindo-os à medida que arrefece. A maioria dos processos de soldadura a gás usa soldadura oxicombustível. É um dos processos de soldadura mais antigos, desenvolvido pela primeira vez em 1903. Com soldadura oxicombustível, também chamada soldadura oxicetilénica, precisa de combustível líquido ou gás, como acetileno. O gás é combinado com oxigénio para aumentar a temperatura da chama.

O maçarico tem mangueiras que ligam a cilindros de gás. Quando pronto para soldar, abro as válvulas e ignito o gás ao sair do maçarico. Posso então ajustar as válvulas para ajustar o fluxo de cada gás, alterando a proporção.

Cada chama também tem várias zonas chamadas cones. O cone interno é a parte mais quente da chama. É onde acetileno e oxigénio combinam. O cone externo é mais frio pois recebe mais oxigénio do ar circundante. Também é comumente chamado de envelope externo ou bainha.

Tipos de Chamas de Soldadura

Existem três tipos de chamas: chama neutra, chama carbonizante e chama oxidante.

• Chama neutra tem mistura sincronizada de combustível e oxigénio
• Chama carbonizante tem excesso de combustível
• Chama oxidante tem excesso de oxigénio

1. Chama Neutra

Como o nome implica, esta chama tem quantidades iguais de oxigénio e gás combustível por volume. Esta chama queima o combustível completamente e não produz efeito químico no metal a soldar. É usada principalmente para soldar aço doce, aço inoxidável, ferro fundido, etc. Produz pouco fumo.

Esta chama tem duas zonas. A zona interna é branca com temperatura de cerca de 3100°C e a zona externa é azul com temperatura de cerca de 1275°C.

2. Chama Carbonizante

Esta chama tem excesso de gás combustível. Reage quimicamente com o metal e forma carboneto metálico. Por esta razão, não se usa com metais que absorvem carbono. É uma chama esfumacente e silenciosa. Esta chama tem três regiões.

A zona interna é branca, a zona intermédia é vermelha e o cone externo é azul. A temperatura do cone interno é cerca de 2900°C. Esta chama é usada para soldar aço de médio carbono, níquel, etc.

3. Chama Oxidante

Quando a quantidade de acetileno reduz da chama neutra ou a quantidade de oxigénio aumenta, o cone interno tende a desaparecer e a chama obtida é conhecida como chama oxidante. É mais quente que a chama neutra e tem duas zonas claramente definidas.

A zona interna tem cor branco brilhante e temperatura de cerca de 3300°C. A chama externa é azul. Esta chama é usada para soldar ligas de cobre sem oxigénio como latão, bronze, etc.

Que Tipo de Gás Usar para Chama Ideal?

O acetileno é o gás mais usado para produzir os tipos de chamas de soldadura a gás discutidos, mas não é a única opção. MAPP e hidrogénio são frequentemente listados como alternativas. O acetileno tem "ligação tripla" que une átomos de carbono unicamente.

Quando outros gases atingem temperaturas de ignição, a ligação quebra e os gases absorvem energia. Quando a ligação quebra no acetileno, liberta energia. Isto permite ao acetileno atingir temperaturas mais altas.

Comparado a outros gases, o acetileno também tem menos características oxidantes. No entanto, também inflama facilmente. O MAPP foi criado como opção mais segura. Gás MAPP é gás de petróleo liquefeito combinado com propano e acetileno. Pode ser transportado em recipientes menores comparado ao acetileno padrão, tem temperatura de ignição mais alta e funciona com pressões muito mais altas.

A desvantagem do MAPP é a temperatura. As chamas produzidas com MAPP atingem temperaturas mais baixas comparadas às de acetileno. Não é adequado para a maioria dos aços mas pode funcionar bem para alumínio. O hidrogénio é outro gás que suelda alumínio facilmente. Tal como MAPP, chamas de hidrogénio atingem temperaturas mais baixas e funcionam com pressões mais altas.

A menos que planeie fundir alumínio, mantenha-se com acetileno. As baixas temperaturas e taxa de retirada mantêm MAPP e hidrogénio de fundir adequadamente metais mais duros. Embora MAPP e hidrogénio não sejam as melhores escolhas para soldadura a gás, tornaram-se opções populares para corte a gás. Quando usados com maçarico de alta pressão, MAPP e hidrogénio proporcionam corte mais limpo.

As temperaturas mais baixas também tornam MAPP e hidrogénio escolhas comuns para aquecimento, dobra e brasagem.

Proporções Comuns para Produzir Chamas Oxicetilénicas

Chamas neutras de soldadura a gás têm mistura igual de oxigénio e gás. Chamas carbonizantes têm menos oxigénio enquanto chamas oxidantes contêm mais oxigénio. Como determinar a proporção?

Não importa o projeto, comece com chama neutra. A chama carbonizante e oxidante são criadas aumentando a libertação de acetileno ou oxigénio após alcançar chama neutra.

Criei a seguinte lista para detalhar a proporção típica de oxigénio para acetileno para cada chama:

• Chama carbonizante: 0,8 a 1,0
• Chama neutra: 1,0
• Chama oxidante: 1,0 a 2,5

À medida que aumenta o fluxo de acetileno, a "pena" distinta começa a estender-se do cone interno. A pena deve atingir cerca de duas a três vezes o comprimento do cone interno. Impedir a combustão completa do gás também baixa a sua temperatura.

Se precisar de chama oxidante, aumenta o fluxo de oxigénio em vez de acetileno. O oxigénio extra produz o efeito oxidante e permite que o gás combuste mais rápido, resultando em temperaturas mais altas.

Como Criar Chama Neutra para Soldadura a Gás?

Como a chama neutra é o ponto de partida para criar outras chamas, é a primeira que aprendi a produzir. Comece ajustando os reguladores. O cilindro de oxigénio e o de acetileno têm cada um regulador com dois manómetros. Um indica a pressão restante enquanto o outro mostra a pressão de trabalho.

Ajustar o parafuso no regulador ajusta a pressão de trabalho, permitindo aumentar ou diminuir o fluxo de oxigénio ou gás. Antes de acender o maçarico, afaste-se da frente dos reguladores e abra lentamente o cilindro de oxigénio e depois o de acetileno. Ajuste os parafusos dos reguladores para definir as pressões.

Com a pressão nos reguladores definida, pode acender e ajustar o maçarico. Abra a válvula de acetileno um quarto de volta e acenda o maçarico. Abra lentamente a válvula de oxigénio até ver três zonas distintas. Deverá ver o cone interno, o cone de acetileno em forma de pena e o envelope externo. Continue a abrir lentamente a válvula de oxigénio até a pena desaparecer no cone interno. Agora tem chama neutra.

Para criar chama carbonizante, abra lentamente a válvula do cilindro de acetileno até a pena atingir duas a três vezes o comprimento do cone interno. Para criar chama oxidante, aumente o fluxo de oxigénio até o cone interno ser cerca de um quarto do tamanho original. Deverá também ouvir o som de assobio distinto.