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Gases de Proteção para Soldagem


Nos processos de soldagem com gás de proteção, a poça de fusão, isto é, o metal em estado líquido, encontra-se sob uma atmosfera gasosa protetora. Nikolai N. Bernardos foi o primeiro a ter a idéia de se empregar um gás para proteger o metal contra o ar atmosférico.

M. H. Roberts, pesquisador americano, em 1919, utilizou o nitrogênio como gás de proteção.

Historicamente acreditava-se que o gás inerte adequado para esta finalidade seria o nitrogênio, porém, os trabalhos não foram bem sucedidos, pois os cordões de solda apresentavam muitas porosidades.

Irving Langmuir, físico americano, em 1925, obteve os primeiros resultados satisfatórios, utilizando hidrogênio como gás de proteção. O arco elétrico era formado por dois eletrodos de tungstênio. Este processo de soldagem foi denominado de arcatom.

Os cordões de solda apresentavam características satisfatórias, a desvantagem ocorria, em virtude de o hidrogênio difundir com facilidade no aço em estado líquido (poça de fusão).

A Northrop, empresa americana construtora de aviões, em 1937, trabalhou no desenvolvimento de soldagem de alumínio, inicialmente usando hélio, como gás de proteção.

Deixou-se de utilizar dois eletrodos de tungstênio, passou-se a empregar somente um.

Posteriormente o gás hélio foi substituído pelo argônio, por isso o processo tinha duas denominações heliarc e argonarc. Atualmente é conhecido por TIG - Tungsten Inert Gas.

Utilizando-se do processo TIG e com o objetivo de incrementar a produção, em 1948, nos Estados Unidos, foi desenvolvido um novo processo de soldagem, denominado SIGMA (Shielded Inert Gas Metal Arc), atualmente conhecido como MIG - Metal Inert Gas, que utiliza como atmosfera protetora o argônio ou mistura de argônio e hélio.

O processo MIG cresceu rapidamente e passou a ser empregado na soldagem de metais não ferrosos, assim como de aço inoxidável. Passou então a ser utilizado na soldagem de aços estruturais. Neste caso, adiciona-se pequena quantidade de oxigênio, melhorando sensivelmente a transferência do material de adição.

Em 1950, surge novo processo de soldagem que substituiria o gás de proteção argônio por dióxido de carbono (CO2). Peter Popow Alexander, nos Estados Unidos, em 1926, foi o pioneiro do uso de dióxido de carbono como atmosfera protetora, porém os resultados não foram satisfatórios, com cordões de solda muito frágeis.

No final da década de 50, surgiu novo avanço para os gases de proteção: misturas à base de argônio, CO2 e oxigênio. Este processo é denominado de MAG - Metal Active Gas.

Os processos de soldagem com gás de proteção classificam-se em:

  • Tipo do eletrodo:
    • consumíveis: MIG, MAG, MAG-C 100% de CO2, MAG-M Mistura de Argônio.
    • não consumível: Arcatom, TIG, Plasma.
  • Natureza do gás de proteção
    • Particularidades do processo de soldagem MAG:- Os principais gases empregados neste processo são, CO2, Argônio + CO2, Argônio + CO2 + Oxigênio e Argônio + Oxigênio. Estes gases têm em comum a presença de oxigênio que surge na reação. CO2 < > CO _ [o] ou O2 < > [o] + [o]. Elevadas temperatura do arco elétrico (2.600o C a 30.000o C), fracionam a molécula de CO2 e/ou O2 e daí resulta o oxigênio em forma atômica.
      A natureza, a direção e intensidade das reações que se verificam entre o oxigênio e os elementos químicos (Si, Mn, Al, Ti, Cr, Fe, C, etc.) presentes na poça de fusão e no material de adição dependem, "das propriedades físico-químicas dos materiais"; "das condições de realização da solda"; "do processo de soldagem".

  • Tipo de arco elétrico.
    • Arco Pequeno (Short Arc), Arco Longo, Arco Spray (Spray Arc), Arco P