Arco

Páginas: 123 (30599 palavras) Publicado: 2 de maio de 2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais

Introdução à Física do Arco Elétrico
E sua Aplicação na Soldagem dos Metais

Prof. Paulo J. Modenesi

Colaboração: Prof. Alexandre Q. Bracarense
Departamento de Engenharia Mecânica

Belo Horizonte, fevereiro de 2007

SUMÁRIO
Página
1. Introdução
2. Fontes de Energia para a Soldagem por Fusão
3. DescargasElétricas em Gases
4. Métodos de Estudo do Arco
5. Características Estáticas do Arco
6. Perfil Elétrico
7. Relação entre as Características do Arco e da Máquina
8. Região Catódica
8.1. Aspectos Gerais
8.2. Estimativa da Espessura da Região Catódica
8.3. Mecanismos de Emissão de Elétrons
9. Região Anódica
10. Coluna de Plasma
10.1. Características Gerais
10.2. Condutividade Elétrica da Coluna
10.3.Temperatura do Arco
10.4. Fluxo de Massa
11. Transferência de Metal de Adição
11.1. Introdução
11.2. Transferência de Metal no Processo GMAW
11.3. Outros Processos de Soldagem
11.4. Teorias para a Transferência de Metal no Processo GMAW
12. Taxa de Fusão de Arame
12.1. Distribuição de Temperatura no Eletrodo
12.2. Balanço Térmico na Ponta do Eletrodo
13. Estabilidade do Arco
13.1. Introdução13.2. O Arco em Corrente Alternada
13.3. O Arco em Corrente Contínua

14. Variáveis da Soldagem a Arco
14.1. Introdução
14.2. Efeito da Corrente e Tensão do Arco - um Modelo
14.3. Variáveis de Soldagem e seu Efeito
15. Modelamento do Cordão de Solda
15.1. Introdução
15.2. Modelamento Teórico
15.2. Modelamento Empírico
16. Bibliografia

LISTA DE SÍMBOLOS E CONSTANTES
(com suas unidades usuais)
A0..............Área de contato (m2)
Ad ..............Área depositada do cordão de solda (mm2)
Af ..............Área fundida do cordão de solda (mm2)
Aw .............Seção transversal do eletrodo (mm2)
B................Indução magnética (Wb/m2 = tesla = N/A.m)
c ................Calor específico (J/oC kg)
..................Velocidade da luz no vácuo (299792 km/s)
e ................Carga do elétron(1,60218x10-19 C)
E................Potência gerada no arco (W)
Campo elétrico (V/m)
d ................Diâmetro do eletrodo (mm)
D ...............Parâmetro de destacamento (A2.s)
Diâmetro da gota de metal líquido (mm)
f.................Velocidade de alimentação (m/min)
F ................Força (N)
FC ..............Fator de curto circuito
FCAW.......Soldagem com arame tubular
GMAW .....Soldagem comeletrodo consumível e proteção gasosa (= MIG/MAG)
GTAW ......Soldagem com arame não consumível de tungstênio e proteção gasosa (= TIG)
g ................Aceleração da gravidade (9,80665 m/s2)
h ................Distância do bico de contato à peça (mm)
I.................Corrente elétrica (A)
Ib................Corrente de base (A)
IP ...............Corrente de pico (A)
J.................Densidade decorrente (J/m2)
k ................Constante de Boultzman (1,38065x10-23 J/K)
Condutividade térmica (J/s m oC)
l .................Largura do cordão (mm)
L................Calor latente de fusão
la ................Comprimento do arco (mm)
m ...............Inclinação (“slope”) do fonte de energia (V/A)
Massa (kg)
m_ .............Massa do elétron (9,10938x10-31 kg)
MAG.........Soldagem com eletrodoconsumível e proteção gasosa ativa (= GMAW)
MIG ..........Soldagem com eletrodo consumível e proteção gasosa inerte (= GMAW)
N0 ..............Número de Alvogadro (6,02214x1024 mol-1)
p ................Penetração do cordão (mm)
P ................Pressão (Pa)
PA ..............Pressão atmosférica (101325 Pa)
Pesp ............Potência específica (W/m2)
Q ...............Calor ou potência dissipada (J ou W)r.................Raio (mm)
Reforço do cordão (mm)
R ...............Constante dos gases (8,31447 J/mol K)
Raio (mm)
s.................Extensão do eletrodo ou “Stickout” (mm)

SAW .........Soldagem ao arco submerso
SMAW......Soldagem com eletrodos revestidos
t .................Tempo (s ou ms)
T................Período (ms)
Temperatura (ºC)
tb ................tempo de base (ms)
tP................tempo...
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