Soldagem de Alumínio #3 - Alimentação de arame na soldagem MIGMAG

Tradicionalmente a soldagem de alumínio é feita pelo processo GTAW (TIG), porém, quando se busca aumentar a produtividade e/ou automatizar um processo produtivo o processo GMAW (MIG) demonstra ser uma ótima opção.

Quando há a mudança do processo GTAW, no qual a alimentação de consumível é feita de forma manual e independente do arco elétrico, para o processo GMAW no qual o arco elétrico é estabelecido na extremidade do consumível o problema mais comum é relacionado à alimentação do arame.

Problemas como a fundição do bico de contato, dobramento do arame no alimentador e inconstância do arco elétrico podem ocorrer. Por ser mais dúctil que os arame de aço, o arame de alumínio tem maior suscetibilidade a se dobrar quando sujeito ao atrito do sistema de alimentação, principalmente quando tratamos de arames de menores diâmetros. Outro fator importante é a liga do consumível, visto que ligas mais macias, como a 4043, estão mais propensas que ligas mais rígidas, como a 5356.

Se não corrigido, o problema de alimentação reduzirá o ciclo de trabalho e poderá deixar o processo menos produtivo que o GTAW, portanto, este é um tema que deve ser examinado com atenção. Para isto analisaremos todo o sistema de alimentação para propor soluções para este problema.

O primeiro passo é identificar que está havendo um problema de alimentação. Com exceção do dobramento no alimentador a fundição da ponta do bico de contato e a inconstância do arco elétrico podem ser atribuídos à outras causas. A fundição do bico pode estar relacionada à uma parametrização incorreta, a qual gera um arco elétrico muito longo e acaba fundindo a ponta do bico de contato.

Já a inconstância no arco elétrico pode ser erroneamente confundida com o processo pulsado, entretanto, como o processo pulsado trabalha em altas frequências não é possível identificar o pulso a olho nu e, portanto, as falhas de arco devem ser atribuídas a falha de alimentação.

Analisando o sistema de alimentação como um todo, temos a alimentação do arame iniciando a partir da bobina, que estará encaixada em um miolo freiador, semelhante ao da imagem abaixo. Este componente possui um sistema de freio que serve para que a bobina não gire livremente quando o arame é tracionado, para o caso do alumínio a resistência feita pelo miolo deve ser reduzida ao mínimo, evitando somente que a bobina gire livremente.

Sistemas de freios eletrônicos e eletromecânicos foram desenvolvidos e são úteis para melhorar a alimentação em aplicações de alumínio.

Existem também roldanas próprias para soldagem de alumínio, estas têm o sulco em U com as bordas sem quinas e são identificadas em sua face lateral pela letra “A”. As roldanas devem estar alinhadas e com a pressão correta. Quando o sistema está desalinhado ou está com excesso de pressão há um aumento do atrito do arame no conduíte e bocal devido à sua deformação, deixando o processo mais propenso à problemas de alimentação.

Outro ponto importante é a substituição das guias e internas do alimentador e do conduíte. Comumente esses são feitos de material metálico e devem ser substituídos por poliméricos, feitos de teflon, por exemplo. A utilização de componentes metálicos pode desgastar o arame e liberar rebarbas que bloquearão o sistema e causarão problemas de alimentação. O alimentador deve conter também 2 pares de roldanas ao invés de 1 para reduzir os espaços nos quais o arame possa se dobrar.

Os bicos de contato devem e sua qualidade também estão relacionados aos problemas de alimentação, devem ser utilizados somente bicos de contato desenvolvidos especificamente para alumínio. Estes bicos possuem as superfícies internas sem rebarbas e devem ser utilizados com o diâmetro de 10 a 15% maior que o diâmetro do arame.

A qualidade do arame também influência na alimentação do sistema, durante o processo de fabricação do arame existem impurezas que ficam na superfície e podem entupir o conduíte. Os arames ESAB possuem um processo de produção controlado e sua superfície é trabalhada de forma a reduzir ao máximo as impurezas, um comparativo foi feito entre um arame ESAB e um da concorrência e pode ser vista no Youtube.

Por fim, o tipo de tocha utilizado na aplicação pode ser avaliado, primeiro, em relação ao comprimento da tocha, quanto maior o comprimento maior será o atrito que o arame estará sujeito. Segundo em relação do modo de alimentação do arame, existem modelos de tochas que suportam pequenas bobinas logo na ponta, o que praticamente elimina o problema de alimentação, entretanto, estas estão limitadas pelo tamanho da bobina.

Existem também tochas denominadas Push-Pull, que além de contar com um sistema de alimentação por roldanas, como nas tochas convencionais, conta também com um sistema de tração na tocha. Assim como as Spool Guns essas praticamente eliminam os problemas de alimentação, porém, além do custo superior, quando comparadas às convencionais, possuem limitações dos diâmetros de arame possíveis de serem trabalhados e ciclo de trabalho uma vez que são refrigeradas a ar. que devem ser levadas em consideração

Desta forma, como as aplicações de soldagem são diversas, há um sistema de alimentação que será mais adequado para cada situação. Deve-se verificar os custos envolvidos na troca de componentes devido à problemas de alimentação e avaliar o payback de um sistema de alimentação como o Push-Pull ou Spool Gun e sua aplicabilidade no processo, analisando o ciclo de trabalho e diâmetros utilizados.