Dominando o alumínio para soldagem MIG: dicas e precauções

A soldagem MIG (Metal Inert Gas) do alumínio pode ser um processo desafiador devido às propriedades exclusivas do material. Porém, com as técnicas e cuidados corretos, é possível obter soldas de alta qualidade. Neste artigo, exploraremos algumas dicas e precauções para ajudá-lo a dominar a soldagem MIG de alumínio.

Entendendo o Alumínio

Antes de mergulhar no processo de soldagem, é essencial compreender as características do alumínio. O alumínio tem um ponto de fusão mais baixo e uma condutividade térmica mais alta em comparação com o aço, o que significa que requer maior aporte térmico e controle cuidadoso dos parâmetros de soldagem.

Além disso, o material de alumínio tem baixa densidade, cerca de um terço da densidade do aço, tornando-o um material leve, com grandes reservas e excelente desempenho; Baixo ponto de fusão (660 ℃); É uma estrutura cúbica de face centrada com alta plasticidade （ δ: 32-40%, ψ: 70 ~ 90%); Boa resistência e rigidez específicas, fáceis de processar; A formação de um filme denso de óxido por meio da oxidação tem boa resistência à corrosão e é amplamente utilizada em indústrias como transporte, máquinas, eletrônica, etc.

O que é alumínio para soldagem MIG?

A soldagem MIG de alumínio, também conhecida como soldagem a arco de metal a gás (GMAW), é um processo usado para unir peças de alumínio usando um eletrodo de arame consumível e um gás de proteção. O processo envolve passar o fio por uma pistola de soldagem, onde ele derrete e forma uma poça de fusão com o material de base. O gás de proteção, normalmente uma mistura de argônio e hélio, protege a poça de fusão da contaminação atmosférica.

O inventor da soldagem MIG é geralmente creditado a PO Nobel do Battelle Memorial Institute na década de 1940. No entanto, foi posteriormente comercializado pela H. Wilson Company na década de 1950. A soldagem MIG revolucionou a indústria de soldagem ao oferecer um método mais rápido e eficiente de unir peças metálicas, incluindo alumínio.

Como soldar alumínio MIG?

A soldagem MIG (Metal Inert Gas) de alumínio requer algumas técnicas e equipamentos específicos devido às propriedades únicas do alumínio. Aqui está um guia básico sobre como soldar alumínio MIG:

1. Prepare seu espaço de trabalho: Certifique-se de que sua área de trabalho esteja limpa, bem ventilada e livre de materiais inflamáveis. A soldagem de alumínio produz luz brilhante e calor intenso, portanto, é necessária proteção adequada, como cortinas de soldagem e equipamentos de proteção individual (EPI), como capacete de soldagem, luvas e jaqueta.
2. Selecione o equipamento certo: Você precisará de um soldador MIG capaz de lidar com soldagem de alumínio. Isso normalmente envolve um soldador MIG com uma pistola de carretel ou pistola push-pull. Essas pistolas ajudam a alimentar o fio de alumínio macio sem que ele fique emaranhado ou preso. Certifique-se de que seu soldador tenha configurações apropriadas para soldagem de alumínio.
3. Escolha o fio e o gás certos: Use fio de soldagem de alumínio projetado especificamente para soldagem MIG. O tipo mais comum é ER4043 ou ER5356. Esses fios são mais macios e possuem uma composição diferente do fio de soldagem de aço. Além disso, você precisará de um gás de proteção, normalmente argônio puro ou uma mistura de argônio e hélio.
4. Prepare o alumínio: Limpe bem o alumínio para remover qualquer camada de sujeira, graxa ou óxido. O alumínio forma uma camada de óxido muito rapidamente quando exposto ao ar, o que pode inibir o processo de soldagem. Uma escova de aço inoxidável ou uma escova de alumínio dedicada pode ser usada para limpeza.
5. Configure sua máquina de solda: Ajuste as configurações do soldador MIG de acordo com as recomendações do fabricante e a espessura do alumínio que você está soldando. Isso inclui velocidade do fio, tensão e taxa de fluxo de gás. Comece com configurações mais baixas e ajuste conforme necessário através de corridas práticas.
6. Técnica de soldagem: Segure a pistola de soldagem em um leve ângulo (cerca de 10-15 graus) e mantenha uma velocidade de deslocamento consistente. Mova a pistola suavemente ao longo da junta, garantindo uma boa penetração sem superaquecer o metal. O alumínio conduz o calor rapidamente, então fique atento ao superaquecimento e ajuste sua técnica de acordo.
7. Pratique e teste: Antes de soldar sua peça real, é crucial praticar em pedaços de sucata de alumínio de espessura semelhante. Isso ajuda você a ter uma ideia das configurações e da técnica necessárias para uma soldagem MIG de alumínio bem-sucedida.
8. Inspecione e limpe: Após a soldagem, inspecione a solda quanto a defeitos, como rachaduras ou fusão incompleta. Limpe qualquer escória ou respingos usando uma escova de aço.
9. Tratamento pós-soldagem: Algumas soldas podem exigir tratamento pós-soldagem, como escovação ou esmerilhamento, para obter um acabamento liso.

Sempre priorize a segurança ao trabalhar com qualquer processo de soldagem.

Seleção de materiais de alumínio para soldagem MIG

Ao selecionar materiais para soldagem MIG de alumínio, é essencial considerar o tipo de liga de alumínio que você irá soldar, bem como o fio de soldagem, o gás de proteção e quaisquer materiais adicionais necessários para o processo. Aqui está uma análise dos materiais que você precisará:

Tabela 1 Composição Química de Soldagem MIG de Alumínio Comum e Materiais de Folha

Grau de Alumínio	Limites de composição química% em peso
	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Zn	Cr	Ti	AI
4047	11-13	0.8	0.03	0.15	0.1	0.2	/	/	abono
4043	4.5-5	0.04	0.04	0.05	0.1	0.1	/	/	abono
5083	0.4	0.4	0.1	0.4-1	4.0-4.9	0.25	0.05-0.25	0.15	abono
5183	0.25	0.1	0.1	0.3-1	4.3-5.2	0.25	0.05-0.25	0.11	abono
5356	0.03	0.4	0.05	0.15	5	0.05	0.1	0.1	abono
6061	0.4-0.8	0.7	0.15-0.4	0.15	0.8-1.2	0.04-0.35	0.25	0.15	abono

A seleção de materiais para soldagem MIG de alumínio geralmente precisa considerar os seguintes princípios:

1. Resistência a fissuras;
2. Força;
3. Resistência à corrosão;
4. Taxa de diluição;
5. Cor.

A série 5XXX (série 5000) é à base de Al-Mg, com boa resistência à corrosão, enquanto a série 6XXX (série 6000) é à base de Al-Mg-Si, com alta resistência. Recomenda-se usar ER4047 ou ER5356 para aplicações onde os requisitos de resistência não são altos, e ER4043 ou ER4047 para aplicações com requisitos de alta resistência. ER5356 é adequado para aplicações que exigem alta resistência.

Quando a soldabilidade dos materiais de alumínio encontra problemas como rachaduras, propriedades mecânicas ruins das juntas soldadas ou fratura frágil, alterando a arame de solda sem alterar o projeto e as condições do processo é muitas vezes uma medida técnica necessária, viável e eficaz. Para situações que exigem requisitos de desempenho específicos, é necessário selecionar fios de soldagem adequados. Detalhes específicos podem ser referenciados na Tabela 2.

Fio de soldagem: seu tipo, preço, tamanho e uso

Tabela 2 Fios de soldagem de liga de alumínio recomendados para requisitos especiais de desempenho

Materiais	De acordo com requisitos especiais de desempenho, recomende
	Força elevada	Boa plasticidade	Correspondência de cores depois anodização tratamento	Tendência mínima para rachar	Resistência à corrosão na água do mar
1100 (L5-1)	SAISİ-1	SAI-1	SAI-1	SAISi-1	SAI-1
2A16(LY16)	SAICu	SAICu	SAICu	SAICu	SAICu
3A21(LF21)	SAIMn	SAl-1	SAl-1	SAISi-1	SAl-1
5A02(LF2)	SAIMg-5	SAlMg-5	SAlMg-5	SAlMg-5	SAlMg-5
5A05(LF5)	LF14	LF14	SAlMg-5	LF14	SAlMg-5
5083(LF4)	ER5183	ER5356	ER5356	ER5183	ER5356
5086	ER5356	ER5356	ER5356	ER5356	ER5356
6A02(LD2)	SAIMg-5	SAlMg-5	SAlMg-5	SAISi-1	SAISi-1
6A63(LD31)	ER5356	ER5356	ER5356	SAISi-1	SAISi-1
7005	ER5356	ER5356	ER5356	X5180	ER5356
7039	ER5356	ER5356	ER5356	X5180	ER5356

Defeitos em juntas de soldagem MIG de alumínio e suas soluções

Defeitos comuns em juntas de soldagem MIG de alumínio incluem má formação de costura de solda, rachaduras, porosidade, queimadura, penetração incompleta, falta de fusão e inclusão de escória.

1. Rachaduras

Trincas são defeitos comuns em soldas de alumínio e ligas de alumínio, normalmente formadas durante o processo de cristalização do metal de solda, conhecidas como trincas a quente ou trincas de solidificação. Podem manifestar-se como fissuras longitudinais, fissuras transversais (muitas vezes estendendo-se para o metal base), fissuras de raiz, fissuras de cratera, entre outras formas. As fissuras podem levar a uma redução da resistência estrutural e até causar falhas repentinas de toda a estrutura, necessitando assim de medidas rigorosas de prevenção.

provoca:

a. Relação profundidade/largura excessiva da folga da solda;

b. Resfriamento rápido da cratera no final da solda;

c. Incompatibilidade entre a composição do fio de adição e o metal base;

d. Técnicas operacionais incorretas.

Medidas de prevenção:

a. Ajustar adequadamente a tensão do arco ou reduzir a corrente de soldagem para alargar o cordão de solda e reduzir a profundidade de penetração;

b. Preencher adequadamente a cratera e empregar medidas para desacelerar a taxa de resfriamento;

c. Garantir a correspondência adequada entre o fio de enchimento e o metal base;

d. Selecionar parâmetros e sequência de soldagem adequados, aumentar a velocidade de soldagem de forma adequada e implementar medidas de pré-aquecimento para áreas que necessitam de pré-aquecimento.

2.Porosidade

A porosidade refere-se à presença de pequenos vazios ou bolsas de gás no metal de solda. Isso enfraquece a solda e pode levar à falha sob tensão. Embora seja difícil eliminar completamente a porosidade, o seu conteúdo pode ser minimizado através de uma série de medidas. Dependendo das diferentes formas de porosidade, vários tipos podem aparecer nas soldas de alumínio, incluindo porosidade superficial, porosidade dispersa, porosidade densa localizada, poros grandes únicos, porosidade de cadeia radicular e porosidade colunar.

A presença de porosidade reduz a densidade da solda, diminui a área de suporte de carga da junta e diminui a resistência e ductilidade da junta. A redução é particularmente perceptível nos ângulos de flexão a frio e na resistência ao impacto, pelo que devem ser tomadas medidas para prevenir a sua ocorrência.

provoca:

a. Proteção de gás deficiente, gás de proteção impuro;

b. Contaminação do fio de soldagem e da superfície da peça;

c. Excesso de umidade absoluta na atmosfera;

d. Arco instável, comprimento de arco excessivamente longo;

e. Comprimento excessivo de extensão do fio de soldagem, distância excessiva entre o bico e a peça;

f. Seleção inadequada do diâmetro do fio de soldagem e formato da ranhura; g. Arco repetido começando no mesmo local, soldagem excessiva de juntas.

Medidas de prevenção:

a. Garantir a boa qualidade do gás de proteção, aumentar adequadamente o fluxo do gás de proteção para purgar o ar da área de soldagem e garantir o fluxo uniforme do gás de proteção;

b. Limpe completamente o fio de soldagem e a superfície da peça de trabalho antes de soldar para remover óleo, sujeira, ferrugem, incrustações e película de óxido, e escolha fio de soldagem com maior teor de desoxidante;

c. Escolher razoavelmente os locais de soldagem, evitando ambientes com umidade atmosférica excessivamente elevada;

d. Encurte adequadamente o comprimento do arco;

e. Controle a distância entre o bico e a peça;

f. Escolha o fio de soldagem mais grosso possível e aumente a espessura da borda romba da ranhura da peça para reduzir a proporção do fio de soldagem, reduzindo assim a taxa de porosidade;

g. Evite arcos repetidos começando no mesmo local. Se for necessário iniciar o arco repetido, a área de soldagem deve ser retificada ou limpa, e o número de juntas deve ser minimizado para garantir uma certa sobreposição da costura de solda na junta.

3.Respingos de solda

Respingos de solda são a expulsão de gotículas de metal fundido durante o processo de soldagem. Essas gotículas podem cair nas superfícies circundantes, causando contaminação da superfície. A remoção de respingos geralmente requer esforços adicionais de limpeza, que podem ser demorados e trabalhosos. Os respingos não afetam apenas a aparência da solda, mas também podem interferir nas operações subsequentes ou nos revestimentos aplicados à superfície soldada.

provoca:

a. Configurações inadequadas dos parâmetros de soldagem, como tensão excessiva ou velocidade de alimentação do arame excessivamente rápida, podem causar respingos excessivos durante o processo de soldagem.

b.O uso de arame de solda de baixa qualidade com superfícies sujas ou diâmetros inadequados pode resultar no aumento da formação de respingos.

c. Ângulos incorretos da pistola de soldagem ou velocidades de soldagem excessivamente rápidas podem causar instabilidade na poça de fusão, causando respingos.

d.Contaminantes da superfície, como óleo, sujeira ou ferrugem no material de base da soldagem, também podem contribuir para o aumento da geração de respingos.

Medidas preventivas:

a.Otimize os parâmetros de soldagem para garantir configurações adequadas de tensão e velocidade de alimentação do arame, minimizando a formação de respingos.

b.Use fio de solda de alta qualidade com superfícies limpas e diâmetros adequados para reduzir a ocorrência de respingos.

c. Mantenha os ângulos adequados da pistola de soldagem e controle a velocidade de soldagem para manter a poça de fusão estável e minimizar respingos.

d.Aplique agentes ou revestimentos anti-respingos na superfície do material de base de soldagem para evitar a adesão de respingos, facilitar a limpeza e reduzir a contaminação da superfície.

4. Fusão ou Penetração Incompleta

A fusão ou penetração incompleta na soldagem ocorre quando o metal de solda não consegue se fundir totalmente com o metal base ou quando a solda não penetra na profundidade desejada. Isto pode levar a juntas soldadas fracas com resistência e integridade insuficientes, comprometendo a integridade estrutural geral do componente soldado.

provoca:

a. Parâmetros de soldagem incorretos: A entrada de calor inadequada devido a configurações incorretas dos parâmetros de soldagem, como tensão, velocidade de alimentação do arame e velocidade de deslocamento, pode resultar em fusão ou penetração incompleta.

b.Técnica de soldagem inadequada: Técnicas de soldagem incorretas, como comprimento do arco, ângulo ou manipulação incorreta da tocha de soldagem, podem impedir a fusão e penetração adequadas do metal de solda no metal base.

c. Mau ajuste da junta: O desalinhamento ou folga excessiva entre os metais de base a serem soldados pode impedir a fusão e penetração adequadas do metal de solda.

d.Pré-limpeza ou preparação insuficiente: Contaminantes como óleo, graxa, ferrugem ou carepa de laminação na superfície do metal base podem impedir a fusão e penetração adequadas do metal de solda.

Medidas preventivas:

a.Garantir parâmetros de soldagem corretos: Parâmetros de soldagem definidos corretamente, incluindo tensão, velocidade de alimentação do arame e velocidade de deslocamento, são essenciais para obter entrada de calor adequada para fusão e penetração adequadas.

b. Use técnicas de soldagem adequadas: Empregue técnicas de soldagem corretas, incluindo a manutenção do comprimento do arco, ângulo e manipulação da tocha adequados, para garantir a fusão e penetração adequadas do metal de solda.

c.Garantir um bom ajuste da junta: Alinhe e encaixe adequadamente os metais de base a serem soldados para minimizar as folgas e garantir contato suficiente entre as superfícies de contato para fusão e penetração adequadas.

d.Pré-limpe e prepare o metal base: Limpe e prepare completamente as superfícies do metal base removendo quaisquer contaminantes, como óleo, graxa, ferrugem ou carepa de laminação, para facilitar a fusão e penetração adequadas do metal de solda.

Dicas para soldagem MIG de alumínio

Seguindo essas dicas, você pode melhorar suas habilidades e obter soldas de alumínio de alta qualidade com soldagem MIG.

1. Limpeza é fundamental

Antes de soldar, certifique-se de que as superfícies de alumínio estejam limpas e livres de quaisquer contaminantes, como óleo, graxa ou camadas de óxido. Use uma escova de aço inoxidável ou uma solução de limpeza específica para alumínio para remover quaisquer impurezas.

2. Use o fio e o gás corretos

Escolha um fio projetado especificamente para soldagem MIG de alumínio, como ER4043 ou ER5356. Esses fios possuem aditivos que ajudam a melhorar a estabilidade do arco e reduzir a formação de porosidade. Além disso, use um gás de proteção com alto teor de argônio (normalmente 100% de argônio ou uma mistura com hélio) para fornecer proteção adequada e minimizar a oxidação.

3. Alimentação adequada do fio

O fio de alumínio é mais macio e mais sujeito a ninhos ou emaranhados de pássaros em comparação com o fio de aço. Use uma pistola de carretel ou uma pistola push-pull com um mecanismo de alimentação de arame suave e consistente para evitar problemas de alimentação e garantir um arco estável.

4.Ajuste os parâmetros de soldagem

O alumínio requer correntes e tensões de soldagem mais altas em comparação ao aço devido à sua menor condutividade e maior coeficiente de expansão térmica. Experimente diferentes configurações de velocidade de alimentação do arame, tensão e velocidade de deslocamento para encontrar os parâmetros ideais para sua aplicação específica.

O pré-aquecimento do alumínio a cerca de 150-200°C (300-400°F) pode ajudar a reduzir a distorção térmica e melhorar a soldabilidade, especialmente para materiais mais espessos.

5. Empregue a técnica adequada

Mantenha um leve ângulo de pressão (aproximadamente 10-15 graus) e um comprimento de arco curto ao soldar alumínio. Isto ajuda a minimizar a entrada de calor e a reduzir o risco de queimadura ou distorção. Além disso, use um movimento de tecelagem ou técnica de soldagem por pontos para distribuir o calor uniformemente e evitar o superaquecimento.

Em formação:https://www.mig-welding.co.uk/forum/threads/straight-line-on-the-root-aluminum-mig-tig-welding.135642/

Precauções para soldagem MIG de alumínio

Seguindo essas precauções, você pode melhorar suas habilidades e obter soldas de alumínio de alta qualidade com soldagem MIG.

1. Evite contaminação

O alumínio é altamente reativo com o oxigênio, por isso é essencial proteger a poça de fusão da exposição ao ar. Solde em uma área limpa e bem ventilada, livre de correntes de ar, e use uma lente de gás ou proteção móvel para fornecer cobertura adicional de gás e evitar contaminação.

2.Pré-aquecimento e pós-aquecimento conforme necessário

Em alguns casos, o pré-aquecimento da peça de alumínio pode ajudar a reduzir o estresse térmico e prevenir rachaduras. Da mesma forma, o pós-aquecimento pode ser necessário para diminuir a taxa de resfriamento e minimizar a distorção. Siga as recomendações fornecidas pela especificação do procedimento de soldagem (WPS) ou consulte um engenheiro de soldagem para obter orientação.

3. Use EPI adequado

Use sempre equipamento de proteção individual (EPI) adequado, incluindo um capacete de soldagem com máscara adequada para soldagem de alumínio, luvas resistentes ao calor e roupas de proteção. Além disso, garanta ventilação adequada para evitar exposição a fumos e gases de soldagem.

Conclusão

Dominar a soldagem MIG de alumínio requer uma combinação de técnica, equipamento e precauções adequadas. Seguindo as dicas e precauções descritas neste artigo, os soldadores podem obter soldas de alumínio de alta qualidade com defeitos e distorções mínimos.

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