GUIA COMPLETO SOBRE MISTURADORES DE GASES, ANALISADORES DE GASES E SUAS DIVERSAS APLICAÇÕES
Guia Completo – Solda MIG MAG – Gases de Proteção
A escolha do gás de proteção adequado para a soldagem MIG MAG pode melhorar muito a qualidade da solda, além de economizar tempo e dinheiro. Para escolher o gás ou a mistura adequada, você deve levar em consideração vários fatores, incluindo o material, o método de transferência, o custo e a quantidade de limpeza necessária .
Afinal, qual gás é usado para a soldagem MIG MAG? Normalmente, como gás de proteção, é utilizado um gás inerte para soldagem MIG MAG. O gás de proteção impede que contaminantes indesejados como oxigênio e nitrogênio, presentes ao ar atmosférico, entrem na área de soldagem.
Frequentemente, misturas de gases de proteção são usadas em processos de soldagem, sendo compostas de gases inertes e/ou gases ativos. Adicionalmente, gases ativos também são usados em pequenas porcentagens, o que, tecnicamente transforma o processo MIG, em um processo de soldagem MAG ou GMAW.
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Para metais ferrosos ou não ferrosos, as opções para gases de proteção são as misturas de Argônio e Dióxido de Carbono, ou ambos os gases puros. Também existem misturas de gases especificas para soldagem de aço. Por outro lado, a escolha inadequada dos gases de proteção para um determinado processo de solda gera marcas de oxidação na peça, padrões inconsistentes de cordões, fumaça excessiva e respingos.
Existem várias opções de misturas de gases para solda e a escolha pode parecer difícil em um primeiro momento. No entanto, neste post, descreveremos suas melhores opções para soldagem MIG MAG com base em várias aplicações diferentes.
ÍNDICE:
1. Gases Inertes – Argônio e Hélio
Um gás inerte, ou um gás nobre, é um gás altamente resistente a alterações químicas em determinadas circunstâncias. Argônio e Hélio são os dois gases inertes usados na soldagem MIG e TIG. O Argônio é o gás inerte mais comumente usado para soldagem MIG, por si só ou misturado com um ou dois outros gases. O Argônio leva a uma penetração de solda rasa, porém com cordão mais largo, e a um arco estável, enquanto o Hélio transfere mais calor a peça que o Argônio e é mais caro.
Argônio e Hélio tendem a ser misturados com outros gases, pois ambos têm custo elevado. Além disso, misturas compostas apenas por gases inertes como Argônio e Hélio normalmente são limitadas ao uso em metais não ferrosos como alumínio e cobre. Como os gases inertes são resistentes a uma reação química, eles resultam em menos respingos que os gases ativos. Outra consideração é que, embora o Hélio reduz a porosidade da solda, ele também usa mais energia e mais cautela deve ser exercida para evitar queimaduras e superaquecimento.
2. Gases Ativos
Considerando processos de soldagem, um gás ativo também é resistente a alterações químicas, mas em menor grau que os gases inertes. O Dióxido de Carbono (CO2) é um gás ativo, o qual é frequentemente usado na soldagem MAG, puro ou misturado em pequenas porcentagens com um gás inerte. As principais vantagens do CO2 são que ele é mais barato que o gás inerte e permite uma penetração mais profunda do metal. A principal desvantagem do CO2 é que suas características de arco mais severas resultam em mais respingos, o que, por sua vez, exigirá mais limpeza ao redor da solda.
O Oxigênio é um gás não inerte que é usado em porcentagens muito pequenas para aumentar a penetração de solda em metais mais espessos e aço inoxidável. Isso soa contra intuitivo, pois o Oxigênio também é responsável pela oxidação e ferrugem encontradas nas soldas defeituosas. No entanto, em porcentagens muito pequenas (de um a cinco por cento), ajuda a estabilizar o arco e é mais barato que o Hélio.
3. Vantagens da Mistura C25 e misturas com Argônio e CO2
Argônio e Dióxido de Carbono com suas várias propriedades apresentam vantagens e desvantagens e, várias misturas combinando ambos os gases foram desenvolvidas de modo a atender determinadas demandas. Uma das misturas de gases mais comuns para a soldagem MIG é uma mistura de 75% de Argônio a 25% de Dióxido de Carbono conhecida como C25. Misturas de 80% de Argônio e 20% de CO2, bem como 90% de Argônio e 10% de CO2 também são comuns.
Por um lado, soldar com a mistura C25 pode ter custo maior do que soldar com 100% de CO2 puro. Por outro lado, soldar com mistura C25 é mais barato que soldar com Argônio puro. Quanto maior o teor de Argônio, maior o custo da mistura de gases. Ao mesmo tempo, o perfil de soldagem do C25 é muito mais estreito e resulta em menos respingos e limpeza do que 100% de CO2. Para a maioria das aplicações em soldagem MIG, a mistura C25 é a ideal e para compensar o custo, quando comparado ao CO2 puro, a adoção de misturador de gases pode compensar o investimento.
Enquanto a mistura C25 é a opção mais comum, o método de transferência de soldagem também determinará as concentrações de Argônio e CO2 utilizadas. As misturas de gases para proteção com teor de Dióxido de Carbono com 25% ou mais, são mais adequadas para soldagem por curto-circuito. Níveis mais altos de Argônio são melhores para transferência globular e soldagem a arco por spray, pois ajudam a limitar os respingos. Novamente, a grande desvantagem aqui é o custo.
4. O Gás ideal para Soldar Aço Carbono
Mistura C25 e soldar com 100% de CO2 são as opções mais comumente usadas para aço carbono. Para aço carbono, também recomendamos as misturas ternárias contendo Argônio, Dióxido de Carbono e Oxigênio. O aço doce, ou aço de baixo carbono, é mais fácil de soldar ou usinar e é mais acessível que o aço de alto carbono. O baixo teor de carbono do aço doce e os níveis mais baixos de outras ligas metálicas, além de torná-lo mais acessível, também o tornam mais propenso a oxidação e ferrugem.
Misturas de gases de proteção compostas apenas por gases inertes, como o Argônio, não são adequados para solda MIG MAG e aço carbono, pois resulta em cordão irregular e inconsistente. A aparência do cordão também é prejudicada.
Misturas de Argônio contendo de um a cinco por cento de Oxigênio são comuns para aplicações industriais, como na indústria automotiva, de aço carbono e aço inoxidável. O risco de oxidação e ferrugem dessas misturas contendo Oxigênio aumenta para aço doces com menor teor de carbono.
5. Misturas de Gases Ternárias e Aço Inox
Para o aço inoxidável, também existe a opção de adotar misturas ternárias contendo Hélio, Argônio e Dióxido de Carbono ou Hélio, Argônio e Oxigênio. Um exemplo é a mistura de gases ternárias com 90% de Hélio, 7,5% de Argônio e 2,5% de CO2. Novamente, os níveis adicionais de Hélio transferem mais calor a peça, enquanto o Oxigênio ajuda a aumentar a penetração em metais mais espessos e a estabilizar o arco. Tanto o CO2 quanto o Hélio exigem tensões mais altas para sustentar um arco estável, sendo o Hélio o mais caro dos gases inertes. Uma opção mais acessível e comum para o aço inoxidável é a mistura de gases C2, composto de 98% de Argônio a 2% de Dióxido de Carbono.
Embora misturas de gases ternárias apresentem diversos benefícios, também podem apresentar um alto custo. A solução para reduzir o custo da mistura de gases para solda e ter a vantagem deste benefícios é o investimento em misturadores para três gases.
6. Solda MIG x Solda TIG – posso trabalhar com a mesma mistura de gases?
A soldagem TIG, ou soldagem com gás inerte de tungstênio, é outra forma de soldagem que utiliza um gás inerte; no entanto, a soldagem TIG usa apenas gás inerte. Também chamada de GTAW (soldagem a arco de gás de tungstênio), a soldagem TIG depende apenas de Argônio, Hélio ou uma mistura dos dois. Embora seja tecnicamente possível soldar com misturas que contêm gases como Dióxido de Carbono ou Oxigênio, este procedimento não é recomendado. O Dióxido de Carbono levará a surtos, interrupções e superaquecimento.
Como a soldagem TIG exige 100% de gás inerte, podemos utilizar 100% de Argônio para soldagem TIG. Para soldagem MIG em alumínio de baixa espessura (menor que ½”) também podemos usar Argônio. No entanto, para a maioria das outras aplicações de soldagem MIG, especialmente para aço, 100% de gás Argônio não é recomendado.
Portanto, se o soldador faz muitas soldagens TIG e MIG, o ideal é trabalhar com misturador de gases de Argônio e Dióxido de Carbono . Desta maneira, dependendo do processo de solda, MIG ou TIG, e do material (alumínio, aço carbono, aço inoxidável, etc) o soldador poderá ajustar facilmente as concentrações dos gases de modo a obter o cordão de solda ideal e atender uma ampla gama de aplicações.
7. Soldagem MIG – Pressão de Trabalho
Para a maioria dos reguladores de pressão de solda, a pressão de saída definida em psi ou em alguns casos em bar ou kPa é regulada de no mínimo 25 psi (1,7 bar – 170 kPa) até 80 psi (5,5 bar – 550 kPa). Reguladores projetados para CO2 geralmente variam de 50 a 80 psi. No percurso até mangueira com a tocha de solda, essa pressão é reduzida novamente através de uma válvula de agulha com diâmetro interno de 0,5 à 0,7 mm, resultando em um pressão de trabalho de solda de 3 psi (0,2 bar) a 8 psi (0,55 bar). A pressão de trabalho de solda depende de restrições internas no bico da tocha causadas por respingos ou restrições no cabo da pistola.
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8. Soldagem MIG – Fluxo/Vazão de Trabalho
Enquanto que a pressão do gás representa a força exercida pelo mesmo em uma determinada área, a vazão do gás representa a quantidade de gás em volume (medida em pés cúbicos ou metros cúbicos) presente em um escoamento por unidade de tempo, por exemplo hora. Então, no caso da vazão em pés cúbicos por hora, temos a unidade CFH. Se a unidade vazão for em metros cúbicos por hora, teremos m3/h.
Para a solda MIG MAG, a taxa de fluxo ou vazão de gás precisa ser alta o suficiente para proteger a solda, mas uma configuração muito alta pode realmente aspirar ar para a solda e “atrair” contaminações para a poça de fusão, de acordo com a figura abaixo:
Enquanto estiver em uma área fechada, a configuração pode ser tão baixa quanto 15 CFH (Pés cúbicos por hora) ou 0,4 m3/h, embora dependendo do passe de solda, o fluxo de gás de proteção pode alcançar até 50 CFH (1,4 m3/h). O fluxo de gás adequado também varia com base no diâmetro do bico. Sempre verifique as recomendações do fabricante para o seu equipamento de soldagem.
Para definir a vazão de gás de proteção, outros fatores devem ser levados em consideração, tais como a superfície e velocidade de soldagem. A soldagem de superfícies planas requer um fluxo de gás maior do que a soldagem de materiais ranhurados. As soldas de filete normalmente exigem as taxas de fluxo mais baixas, pois são protegidas contra correntes de ar, enquanto as soldas de topo exigem um fluxo de gás mais alto. Aumentar sua velocidade de soldagem também exigirá um fluxo de gás maior, assim como a soldagem de um material mais espesso.
9. Definindo a melhor mistura de gases – Solda MIG
Para proteção de solda MIG, provavelmente a melhor mistura de gases, com aplicação mais ampla, é 75% de Argônio e 25% de CO2. Misturas com 80%de Argônio e 20% de CO2 também podem ser uma boa opção. Se a aplicação final é profissional, onde desempenho, velocidade/produtividade, ausência de respingos é importante, recomendamos a flexibilidade que um misturador de gases proporciona. Dependendo do modelo de misturador de gases, as misturas podem ser realizadas diretamente dos cilindros de gases puros (modelo MÓVEL).
Se o soldador está com um orçamento limitado e não se importa em limpar um pouco de respingos extras, o Dióxido de Carbono é barato e ótimo para soldagem ou experimentação por hobby. Para soldagem MIG de alumínio ou soldagem TIG em geral, 100% de Argônio é sempre a melhor alternativa.
Já para solda de aço inoxidável, o ideal é trabalhar com misturas de gases ternárias de Hélio, Argônio e CO2 ou Oxigênio. Alternativamente, a mistura de gases C2 tem baixo custo.
Muito importante é sempre considerar quais os materiais que estarão sendo soldados, pressão e vazão de trabalho e determinar o gás ou mistura de gases ideal para obter um padrão de cordão consistente e para evitar o superaquecimento do material.
10. Dúvidas
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