Entenda o que é soldagem a plasma

A soldagem a plasma é usada quando se atinge o quarto estado da matéria. Este é atingido ao aumentarmos o nível de energia ao estado gasoso, que ficará ionizado, tornando se eletricamente condutor, formando assim, o plasma.

Você já deve ter se perguntado: como utilizar o plasma em meu serviço?

O plasma pode ser empregado nos processos de solda, revestimentos (com pós metálicos ou cerâmicos) e corte de metais.

Então, neste artigo, vou lhe mostrar as características e aplicabilidades do processo de soldagem a arco plasma (PAW- Plasma Arc Welding).

Tópicos do texto:

• Veja como surgiu o plasma
• Entenda o processo de soldagem a arco plasma
• Conheça algumas aplicações desse processo
• Note as vantagens e desvantagens de soldar com plasma

Vem comigo, que te explico sobre o processo de soldagem a plasma (PAW):

Como surgiu o plasma?

O plasma é considerado como o quarto estado da matéria, sendo os três primeiros estados:  sólido (gelo), líquido (água) e gasoso (gás/ar). Quando se adiciona altos níveis de energia em forma de calor ao gás, ocorre sua ionização, tornado-o eletricamente um condutor. Dessa maneira, forma-se um plasma e sua principal característica é de transportar corrente elétrica. 

Exemplo: os raios que se veem em dias de muitas nuvens “carregadas”.

Ou seja, o plasma é um condutor de corrente elétrica e é fundamental em diversas aplicações.

O que é soldagem a plasma?

Segundo a AWS a definição de soldagem a arco elétrico com plasma (PAW-Plasma Arc Welding): é um processo de união dos metais para obter coalescência através do alto aquecimento do arco elétrico constrito produzido entre o eletrodo de tungstênio e o metal base, formando a poça de fusão, protegidos por dois gases inertes ionizados (argônio, hélio, hidrogênio e misturas).

Assim, a solda por arco plasma é produzida por fusão de metais através do arco elétrico constritor formado pelo eletrodo e a peça de trabalho, utilizando dois gases inertes para proteger o arco elétrico e a poça de fusão.

Também se aplica ao processo plasma alguns princípios da condução de corrente por um condutor metálico: observa-se que, quanto menor for a secção de um condutor metálico submetido a corrente elétrica, maior será a temperatura.

Como funciona esse processo?

O processo de soldagem a plasma ocorre na tocha plasma, na qual a ponta do eletrodo de tungstênio fica recolhida no bocal envolvido com o gás que se ioniza ao passar pelo arco elétrico constritor formando o plasma, o qual sofre uma expansão restringindo o diâmetro do arco e elevando a intensidade da fonte de calor. Desta maneira, o calor é forçado a passar pelo orifício do bocal constritor de cobre, liberando um jato de plasma em altas temperaturas e velocidades, protegidos pelo gás inerte que passa pelo bocal cerâmica externo de proteção.

A soldagem pode ser feita depositando metal de adição ou não, de forma:

Manual – a poça de fusão e metal de adição (varetas), é controlado pelo soldador, para correntes baixas de 0,1A à 100A e fluxo de gás baixo.

Autotomizado – a poça de fusão e metal de adição com alimentador constante (arame) é controlado pelo operador, para correntes altas de 100A até 500A.

Este processo a arco plasma possui duas técnicas de soldagem:

• Arco Plasma Transferido: após a abertura do arco piloto entre o eletrodo e a peça de trabalho, ele se transfere por aproximação da peça e ao se afastar ele apaga. Utilizado para solda e principalmente corte de metais condutores.

Arco Plasma Não Transferido: abre o arco piloto entre o eletrodo e o bocal constritor da tocha, ele é intensificado sendo soprado para fora do bocal aproveitando o calor gerado. Utilizado para corte de metais não condutores e revestimentos com pós metálicos ou cerâmicos.

Diferença entre solda Plasma e TIG

O processo de soldagem a plasma se assemelha ao TIG, por usar eletrodos não consumíveis e gases inertes, possuem regiões de temperaturas máximas equivalentes, porém as diferenças entre eles são diversas:

• Máquina de solda (fonte de energia);
• Modelo de tocha;
• Tensão do arco elétrico;
• Espessura de penetração em uma junta de topo (TIG 3,5mm- Plasma 8,0mm).

Sua principal diferença ocorre na tocha onde a ponta do eletrodo fica recolhida dentro de um bocal, separando o gás de plasma do gás de proteção, obtendo um melhor controle do arco e menores zonas térmicas afetadas (ZTA).

O arco comprimido resulta numa considerável mudança na concentração de calor na superfície da peça, ficando mais propício para o processo de soldagem.

Aplicações comuns deste processo

A soldagem plasma é melhor aplicada nas indústrias em altas produções e fabricações, para execuções de solda específicas, com chapas de espessuras de 0.02mm à 8.0mm de diversos metais como: aços carbono e suas ligas, aços inoxidáveis, alumínio e suas ligas, titânio, zircônio, etc., em todas as posições.

• Automobilística – amortecedores 
• Aeroespacial – aviões 
• Química e Bebida – tanques e reatores 
• Hospitalar- equipamentos clínicos, marca passos
• Tubos

Principais vantagens do corte a plasma

Algumas vantagens:

• Alto volume de produção;
• Melhor concentração de energia;
• Densidade de corrente;
• Solda níveis de correntes baixas;
• Alta velocidade e cordões longos;
• Maior penetração da solda;
• Maior estabilidade e extensão do arco;
• Melhor eficácia térmica de fusão;
• Menor possibilidade de contaminação.

Algumas desvantagens:

• Alto custo do equipamento 
• Manutenção dispendiosa
• Manutenção constante da tocha
• Exige qualificação de trabalhadores
• Difícil manuseio da tocha  
• Maior consumo de gases

Concluindo

Aqui, você viu como é formado o plasma, sua importância no processo de soldagem a arco elétrico.

Pode entender seu funcionamento, sua característica e aplicabilidade e observar algumas vantagens e desvantagens.

O processo de soldagem a plasma é pouco aplicado no meio industrial, comparada com os outros processos, pelo fato de ter uma aplicação bem mais específica.

Porém, o mercado vem migrando significativamente para processo de Corte Plasma em razão de segurança, alta velocidade, produtividade, cortes precisos, excelente acabamento sem rebarbas.

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