Relatório sobre fontes de soldagem

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais

Fontes de Energia para a Soldagem a Arco

Prof. Paulo J. Modenesi

Janeiro de 2009

Fontes de Energia para a Soldagem a Arco
1. Introdução:

A soldagem a arco exige um equipamento (fonte de energia ou máquina de soldagem) especialmente projetado para esta aplicação e capaz de fornecer tensões ecorrente cujos valores se situam, em geral, entre 10 e 40V e entre 10 e 1200A, respectivamente. Desde as últimas décadas do século passado, tem ocorrido um vigoroso desenvolvimento (ou mesmo uma revolução) no projeto e construção de fontes para soldagem associados com a introdução de sistemas eletrônicos para o controle nestes equipamentos. Atualmente, podese separar as fontes em duas classesbásicas: (a) máquinas convencionais, cuja tecnologia básica vem das décadas de 1950 e 60 (ou antes), e (b) máquinas "eletrônicas", ou modernas, de desenvolvimento mais recente (décadas de 1970, 80, 90 e 2000). No Brasil, ainda a grande maioria das fontes fabricadas são convencionais. Em países do primeiro mundo, a situação é bastante diferente. No Japão por exemplo, desde o século passado, as fontesfabricadas para os processos GTAW e GMAW são, na grande maioria, eletrônicas (figura 1). Nos Estados Unidos, mais da metade das fontes comercializadas para o processo GMAW são eletrônicas.

2. Requisitos Básicos das Fontes:

Existem três requisitos básicos que uma fonte de energia para soldagem a arco deve atender: • • • produzir saídas de corrente e tensão nos valores desejados e comcaracterísticas adequadas para o processo de soldagem; permitir o ajuste destes valores de corrente e/ou tensão para aplicações específicas; variar a corrente e tensão durante a operação de acordo com os requerimentos do processo de soldagem e aplicação.

Adicionalmente, o projeto da fonte precisa atender outros requisitos tais como: • estar em conformidade com exigências de normas e códigos relacionadoscom a segurança e funcionalidade;

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• • •

apresentar resistência e durabilidade em ambientes fabris, com instalação e operação simples e segura.; possuir controles/interface do usuário de fácil compreensão e uso; quando necessário, ter interface ou saída para sistemas de automação.

100 Fontes convencionais Produção Relativa (%)

50

Fontes tiristorizadasFontes inversoras e transistoriz. 0 70 75 80 Ano 85 90 95

(a)

100 Produção Relativa (%) Fontes convencionais Fontes tiristorizadas 50 Fontes inversoras e transistoriz. 0 70 75 80 Ano 85 90 95

(b)

Figura 1 - Produção relativa de diferentes tipos de fontes no Japão. (a) Processo GMAW e (b) processo GTAW1.

1

Ushio, M. et al., Trans. of the JWRI, 23(1), 1994.

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3. Fontes Convencionais:

Fontes de soldagem podem usar a energia elétrica fornecida pela rede de alimentação para produzir uma saída adequada para a soldagem ou converter alguma outra forma de energia para gerar a energia elétrica para a soldagem.

No primeiro caso, para produzir níveis de saída adequados para a maioria dos processos de soldagem a arco, a energia elétrica da redeprecisa ser convertida de sua forma original (tensão relativamente elevada e alternada) para a forma adequada para a soldagem, o que significa menores valores de tensão (o que é também mais seguro para o soldador ou operador), na forma de corrente contínua, alternada, pulsada ou outra qualquer de acordo com o desejado. A redução do valor da tensão é feita, em geral, por um transformador comum e, nasmáquinas convencionais, se corrente contínua é necessária, um banco de retificadores é colocado na saída do transformador. No segundo caso, a energia disponível (em geral na forma de combustíveis) é transformada em energia mecânica por um motor que aciona um gerador de energia elétrica.

As fontes de energia para soldagem apresentam uma série de características importantes para o seu...
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