Embora seja apenas uma parte de um sistema muito maior, a ponta de contato nas pistolas robóticas e semiautomáticas de soldagem por arco de metal a gás (GMAW) desempenha um papel crítico no fornecimento de boa qualidade de solda. Também pode influenciar de forma mensurável a produtividade e a lucratividade de sua operação de soldagem – o tempo de inatividade devido a trocas excessivas pode ser prejudicial ao rendimento e ao custo de mão de obra e estoque.
As principais funções de uma ponta de contato são guiar o fio de soldagem e transferir a corrente de soldagem para o fio à medida que ele passa pelo furo. O objetivo é fazer com que o fio passe suavemente pela ponta de contato, mantendo o contato máximo. Para obter os melhores resultados, é importante usar o tamanho correto da ponta de contato — ou diâmetro interno (ID) — para a aplicação. O fio de soldagem e o processo de soldagem influenciam a seleção (Figura 1).
Impacto do fio de soldagem no tamanho da ponta de contato
Três características do fio de soldagem afetam diretamente a seleção do bico de contato para uma aplicação específica:
▪ Tipo de fio
▪ Fio fundido
▪ Qualidade do fio
Tipo-Os fabricantes de pontas de contato geralmente recomendam pontas de contato de tamanho padrão (padrão) para os fios correspondentes, como uma ponta de contato xxx-xx-45 para fio de 0,045 polegadas. Em alguns casos, entretanto, pode ser preferível subdimensionar ou superdimensionar a ponta de contato de acordo com o diâmetro do fio.
As tolerâncias padrão dos fios de soldagem variam de acordo com o tipo. Por exemplo, o código 5.18 da American Welding Society (AWS) permite ± 0,001 pol. tolerância para 0,045 pol. fios sólidos e ± 0,002 pol. tolerância para 0,045 pol. fios tubulares. Os fios tubulares e de alumínio, que são macios, apresentam melhor desempenho com pontas de contato padrão ou superdimensionadas que permitem sua passagem com força de alimentação mínima e sem empenamento ou torção dentro do alimentador ou da pistola de soldagem.
Os fios sólidos, por outro lado, são muito mais rígidos, o que significa menos problemas de alimentação, permitindo que sejam combinados com pontas de contato subdimensionadas.
Elenco-A razão para o super e subdimensionamento da ponta de contato está relacionada não apenas ao tipo do fio, mas também ao seu molde e hélice. O molde refere-se ao diâmetro do laço de arame quando um pedaço de arame foi retirado da embalagem e colocado sobre uma superfície plana - essencialmente, a curvatura do arame. O limite típico para o elenco é de 40 a 45 pol.; se o fio fundido for menor que isso, não use uma ponta de contato menor.
A hélice refere-se ao quanto o fio sobe daquela superfície plana e não deve ser superior a 1 polegada em qualquer local.
A AWS estabelece requisitos para arame fundido e hélice como controle de qualidade para garantir que o arame disponível seja alimentado de maneira que conduza a um bom desempenho de soldagem.
Uma forma aproximada de obter o número volumétrico do fio fundido é pelo tamanho da embalagem. O fio embalado em embalagens a granel, como um tambor ou carretel, pode manter um molde maior ou um contorno mais reto do que o fio embalado em carretel ou bobina.
"Fio reto" é um argumento de venda comum para arames embalados a granel, pois é mais fácil alimentar arame reto do que arame curvo. Alguns fabricantes também torcem o fio ao embalá-lo no tambor, o que faz com que o fio forme uma onda senoidal em vez de um laço quando é dispensado da embalagem. Esses fios têm um molde muito grande (100 pol. ou mais) e podem ser combinados com pontas de contato subdimensionadas.
O fio alimentado por um carretel menor, entretanto, tende a ter um molde mais pronunciado - aproximadamente 30 pol. ou diâmetro menor – e normalmente requer um tamanho de ponta de contato padrão ou maior para fornecer as características de alimentação apropriadas.
Figura 1
Para obter os melhores resultados de soldagem, é importante ter o tamanho correto do bico de contato para a aplicação. O fio de soldagem e o processo de soldagem influenciam a seleção.
Qualidade-A qualidade do fio também afeta a seleção do bico de contato. As melhorias no controle de qualidade tornaram o diâmetro externo (OD) dos fios de soldagem mais preciso do que nos anos anteriores, de modo que eles se alimentam de maneira mais suave. O fio sólido de alta qualidade, por exemplo, oferece diâmetro e fundição consistentes, bem como um revestimento de cobre uniforme na superfície; esse fio pode ser usado em conjunto com uma ponta de contato que possui um DI menor, pois há menos preocupação com o fio empenado ou torcido. O arame tubular de alta qualidade oferece os mesmos benefícios, além de costuras lisas e seguras que evitam que o arame se abra durante a alimentação.
O fio de baixa qualidade que não é fabricado de acordo com padrões rigorosos pode estar sujeito a uma alimentação inadequada do fio e a um arco errático. Pontas de contato subdimensionadas não são recomendadas para uso com fios que apresentam grandes variações de diâmetro externo.
Como precaução, sempre que você mudar para um tipo ou marca diferente de fio, é importante reavaliar o tamanho do bico de contato para ter certeza de obter os resultados desejados.
Efeito do Processo de Soldagem
Nos últimos anos, as mudanças nas indústrias de fabricação levaram a mudanças no processo de soldagem, bem como no tamanho da ponta de contato a ser usada. Por exemplo, na indústria automóvel, onde os OEM utilizam materiais mais finos (e mais resistentes) para ajudar a reduzir o peso dos veículos e melhorar a eficiência do combustível, os fabricantes utilizam frequentemente fontes de energia com formas de onda avançadas, tais como curto-circuito pulsado ou modificado. Essas formas de onda avançadas ajudam a reduzir respingos e aumentar as velocidades de soldagem. Este tipo de soldagem, normalmente empregado em aplicações de soldagem robótica, é menos tolerante a desvios no processo e requer pontas de contato que possam fornecer a forma de onda ao fio de soldagem de maneira precisa e confiável.
Em um processo típico de soldagem por pulso usando 0,045 pol. fio sólido, a corrente de pico pode ser superior a 550 amperes e a velocidade de rampa da corrente pode ser superior a 1 ´ 106 amperes/seg. Como resultado, a interface ponta-fio do contato funciona como uma chave na frequência de pulso, que é de 150 a 200 Hz.
A vida útil da ponta de contato na soldagem por pulso normalmente é uma fração daquela na soldagem GMAW ou soldagem de tensão constante (CV). Recomenda-se selecionar uma ponta de contato com um ID um pouco menor para o fio usado para garantir que a resistência da interface ponta/fio seja baixa o suficiente para que não ocorra arco drástico. Por exemplo, um fio sólido de 0,045 pol. de diâmetro combinaria bem com uma ponta de contato com um ID de 0,049 a 0,050 pol.
As aplicações de soldagem manual ou semiautomática exigem considerações diferentes quando se trata de selecionar o tamanho correto do bico de contato. As pistolas de soldagem semiautomáticas geralmente são muito mais longas e possuem contornos mais complicados do que as pistolas robóticas. Muitas vezes há também uma curvatura maior no pescoço, o que permite ao operador de soldagem acessar confortavelmente a junta de solda. Um pescoço com um grande ângulo de curvatura cria um molde mais apertado no fio à medida que ele é passado. Portanto, é uma boa ideia selecionar uma ponta de contato com um diâmetro interno um pouco maior para permitir uma alimentação suave do arame. Na verdade, esta é a classificação tradicional dos tamanhos dos bicos de contato. A maioria dos fabricantes de pistolas de soldagem define o tamanho padrão da ponta de contato de acordo com a aplicação semiautomática. Por exemplo, um 0,045 pol. O fio sólido de diâmetro combinaria com uma ponta de contato com um ID de 0,052 a 0,055 pol.
Consequências do tamanho incorreto da ponta de contato
O tamanho incorreto da ponta de contato, seja muito grande ou muito pequeno para o tipo, fundição e qualidade do fio usado, pode causar alimentação errática do fio ou baixo desempenho do arco. Mais especificamente, pontas de contato com DIs muito pequenos podem fazer com que o fio fique preso dentro do furo, causando queima (Figura 2). Também pode causar birdnesting, que é um emaranhado de arame nos rolos de acionamento do alimentador de arame.
Figura 2
Burnback (fio preso) é um dos modos de falha mais comuns das pontas de contato. É significativamente afetado pelo diâmetro interno (ID) da ponta de contato.
Por outro lado, pontas de contato com um diâmetro interno muito grande para o diâmetro do fio podem permitir que o fio se desloque à medida que passa. Este desvio resulta em baixa estabilidade do arco, respingos pesados, fusão incompleta e desalinhamento da solda na junta. Estas ocorrências são especialmente significativas na soldagem pulsada agressiva; a taxa de buraco de fechadura (Figura 3) (taxa de desgaste) de uma ponta de contato superdimensionada pode ser o dobro de uma ponta de contato subdimensionada.
Outras considerações
É importante compreender completamente o processo de soldagem antes de selecionar o tamanho do bico de contato para o trabalho. Lembre-se de que a terceira função do bico de contato é atuar como fusível do sistema de soldagem. Quaisquer problemas no trem de força do circuito de soldagem são (e devem ser) mostrados primeiro como falha da ponta de contato. Se a ponta de contato falhar de forma diferente ou prematura em uma célula em comparação com o resto da planta, essa célula provavelmente precisará de um ajuste fino.
Também é uma boa ideia avaliar a tolerância da sua operação ao risco; isto é, quanto custa quando uma ponta de contato falha. Em uma aplicação semiautomática, por exemplo, é provável que o operador de soldagem possa identificar rapidamente quaisquer problemas e substituir economicamente uma ponta de contato com falha. No entanto, o custo da falha inesperada do bico de contato em uma operação de soldagem robótica é muito maior do que na soldagem manual. Nesse caso, você precisa de dicas de contato que funcionem de maneira confiável durante o período entre as mudanças programadas de dicas de contato, por exemplo, um turno. Geralmente é verdade que na maioria das operações de soldagem robótica, a consistência da qualidade fornecida por uma ponta de contato é mais importante do que sua duração.
Tenha em mente que estas são apenas regras gerais para selecionar o tamanho do bico de contato. Para determinar o tamanho correto, é importante inspecionar pontas de contato com falha na planta. Se a maioria das pontas de contato com falha tiver fio preso dentro, o ID da ponta de contato é muito pequeno.
Se a maioria das pontas de contato com falha estiverem livres de fios, mas um arco áspero e uma solda de baixa qualidade tiverem sido observados, pode ser benéfico selecionar pontas de contato subdimensionadas.
Figura 3
O buraco de fechadura excessivo também é um dos modos de falha mais comuns das pontas de contato. Ele também é significativamente afetado pelo diâmetro interno (ID) da ponta de contato.
Horário da postagem: 02 de janeiro de 2023
