Corte por Arco de Carbono (CAC)
Corte por Arco de Carbono é um processo de corte por arco de carbono em que os metais a cortar são fundidos pelo calor de um arco de carbono.
O metal fundido é removido por um jacto de ar comprimido de alta velocidade.
O jacto de ar é externo ao eléctrodo de carbono-grafite consumível. Atinge o metal fundido imediatamente atrás do arco.
O equipamento necessário inclui um compressor de ar, uma fonte de energia de soldadura, um eléctrodo de carbono e uma tocha de goivadura.
O processo de arco de carbono do ar é mostrado na figura 10-75.
Comparação com outros processos
O corte do arco de carbono do ar e a remoção do metal diferem do corte do arco de plasma na medida em que empregam um arco aberto (sem restrições), que é independente do jacto de gás. O jacto de ar remove fisicamente o metal em vez de quimicamente, que é a abordagem nos processos de corte oxicorte.
O processo é mais flexível do que os processos oxicorte, uma vez que não requer oxidação para cortar. Os metais mais comuns cortados com o processo incluem os ferros fundidos, as ligas de cobre e o aço inoxidável. O processo é amplamente utilizado para a goivagem traseira, preparação de juntas, e remoção de metal de soldadura defeituoso.
Vídeo de Corte de Arco de Carbono de Arco de Carbono
Equipamento e Diagrama de Circuito
O diagrama de circuito para o corte de arco de carbono no ar (CAC) ou goivagem é mostrado na figura 10-76. Normalmente, são utilizadas máquinas de soldadura convencionais com corrente constante. A tensão constante pode ser usada com este processo. Ao utilizar uma fonte de energia CV, devem ser tomadas precauções para a operar dentro da sua potência nominal de corrente e ciclo de trabalho. As fontes de corrente alternada com características de queda convencional também podem ser usadas para aplicações especiais. Devem ser utilizados eléctrodos de carbono tipo AC.
equipamento necessário é mostrado pelo diagrama de blocos. Foram fabricadas máquinas especiais de alta corrente pesada especificamente para o processo de arco de carbono do ar. Isto deve-se às correntes extremamente elevadas utilizadas para os eléctrodos de carbono de grandes dimensões.
Electrode Holder
O suporte do eléctrodo é concebido para o processo de arco de carbono do ar (CAC). O suporte inclui uma pequena cabeça de aperto circular que contém os jactos de ar para dirigir o ar comprimido ao longo do eléctrodo. Tem também uma ranhura para agarrar o eléctrodo. Esta cabeça pode ser rodada para permitir diferentes ângulos do eléctrodo em relação ao suporte. Um pesado condutor eléctrico e uma mangueira de alimentação de ar são ligados ao suporte através de um bloco terminal. Está incluída uma válvula no suporte para ligar e desligar o ar comprimido. Os suportes estão disponíveis em vários tamanhos, dependendo do ciclo de trabalho do trabalho realizado, da corrente de soldadura e do tamanho do eléctrodo de carbono utilizado. Para trabalhos extra pesados, são utilizados suportes arrefecidos a água.
Tipos de eléctrodos
Grafite de carbono:
Os eléctrodos de grafite de carbono são feitos de uma mistura de carbono e grafite mais um ligante que é cozido para produzir uma estrutura homogénea. Os eléctrodos vêm em vários tipos.
Eléctrodos sem revestimento:
O eléctrodo sem revestimento é mais barato, transporta menos corrente, e arranca mais facilmente.
Cobre revestido:
O eléctrodo revestido de cobre proporciona uma melhor condutividade eléctrica entre ele e o suporte. O eléctrodo revestido de cobre é melhor para manter o diâmetro original durante o funcionamento. Dura mais tempo e transporta uma corrente mais elevada. Os eléctrodos revestidos de cobre são de dois tipos
- tipo DC
- tipo AC
A relação de composição do carbono e grafite é ligeiramente diferente para estes dois tipos. O tipo dc é mais comum.
O tipo ac contém elementos especiais para estabilizar o arco. É utilizado para eléctrodo de corrente contínua negativa ao cortar ferros fundidos. Os eléctrodos revestidos de AC são feitos com grafite, carbono e aglutinante especial. Os materiais de terras raras são misturados para assegurar a estabilização quando se utiliza corrente alternada.
Para uso normal, o eléctrodo é operado com o eléctrodo positivo. Os eléctrodos variam em diâmetro de 5/32 a 1 in. (4,0 a 25,4 mm). Os eléctrodos são normalmente de 12 in. (300 mm) de comprimento; no entanto, 6 pol. (150 mm) estão disponíveis eléctrodos revestidos a cobre com juntas cónicas estão disponíveis para operação automática, e permitem operação contínua.
A tabela abaixo mostra os tipos de eléctrodos e a gama de corrente de arco para diferentes tamanhos.
A polaridade do eléctrodo é positiva (polaridade inversa).
Nota: Para eléctrodos de cobre de corrente contínua a corrente pode ser aumentada percentualmente.
Verifica as instruções dos fabricantes
Pressão do ar
A pressão do ar não é crítica mas deve variar de 80 a 100 psi (552 a 690 kPa). O volume de ar comprimido necessário varia de 5 cu ft por minuto (2,5 litros por minuto) até 50 cu ft por minuto (24 litros por minuto) para os eléctrodos de carbono de maior tamanho. Um compressor de um cavalo de potência fornecerá ar suficiente para eléctrodos de tamanho mais pequeno. Necessitará até um compressor de dez cavalos de potência ao utilizar os eléctrodos de maior tamanho.
Torch
Uma tocha de carbono manual é mostrada acima. A tocha segura um eléctrodo numa cabeça giratória que tem um ou vários suportes de ar. Desta forma, o jacto de ar permanece alinhado com o eléctrodo independentemente do ângulo do eléctrodo em relação à tocha.
Se a tocha tiver duas cabeças (jactos de ar em ambos os lados do eléctrodo) ou com um ângulo fixo entre o eléctrodo e o suporte, são melhores para algumas utilizações, tais como grandes fundições (lavagem com almofada) ou para remover almofadas.
A tocha é arrefecida por ar. Se forem usadas aplicações de alta corrente, então o arrefecimento por água pode ser usado juntamente com uma tocha para trabalhos pesados.
Vantagens e Principais Utilizações
O processo de corte por arco de carbono com ar (CAC) é usado para cortar metal, para arrancar metal defeituoso, para remover soldas antigas ou inferiores, para arrancar raízes de soldas de penetração total, e para preparar ranhuras para soldadura. O corte por arco de carbono ao ar é também utilizado quando as arestas ligeiramente irregulares não são censuráveis.
A área do corte é pequena e, uma vez que o metal é fundido e removido rapidamente, a área circundante não atinge temperaturas elevadas. Isto reduz a tendência para a distorção e rachadura.
O corte por arco de carbono ao ar (CAC) e o processo de goivagem é normalmente operado manualmente. O aparelho pode ser montado num carro de viagem. Isto é considerado corte ou goivagem por máquina.
Fizeram-se aplicações especiais onde o trabalho cilíndrico foi colocado num dispositivo semelhante a um torno e rodado sob a tocha de arco de carbono com ar. Isto é corte mecânico ou automático, dependendo do envolvimento do operador.
Trabalhos em todas as posições:
O processo de corte por arco de carbono com ar (CAC) pode ser utilizado em todas as posições. Também pode ser utilizado para goivar em todas as posições. A utilização na posição superior requer um elevado grau de perícia.
Trabalha com metais comuns:
O processo de arco de carbono do ar pode ser utilizado para cortar ou goivar a maior parte dos metais comuns. Os metais incluem: alumínio, cobre, ferro, magnésio, e aço carbono e inoxidável.
O processo não é recomendado para a preparação de solda para aço inoxidável, titânio, zircónio, e outros metais semelhantes sem limpeza subsequente. Esta limpeza, geralmente por trituração, deve remover todo o material carbonizado da superfície adjacente ao corte. O processo pode ser utilizado para cortar estes materiais para sucata para refusão.
Princípios do Processo
O programa de procedimentos para fazer ranhuras em aço é mostrado na tabela abaixo…
- Pressão de ar 80 a 100 PSI, (552 a 690 KPa) é recomendado para eléctrodos de 1/2″ e 5/8″ (13 e 16mm).
- Uma combinação de ajustes e passagens múltiplas pode ser utilizada para ranhuras mais profundas do que 3/4″(19mm).
Para fazer um corte ou uma operação de goivagem, o cortador atinge um arco e quase imediatamente inicia o fluxo de ar.
O eléctrodo é apontado na direcção de marcha com um ângulo de impulso de aproximadamente 45° com o eixo da ranhura.
A velocidade de marcha, o ângulo do eléctrodo, e o tamanho e a corrente do eléctrodo determinam a profundidade da ranhura. O diâmetro do eléctrodo determina a largura da ranhura.
As precauções normais de segurança associadas à soldadura por arco de carbono e à soldadura por arco de metal blindado aplicam-se ao corte por arco de carbono ao ar (CAC) e à goivagem. No entanto, duas outras precauções devem ser observadas.
P>Primeiro, o jacto de ar fará com que o metal fundido percorra uma distância muito longa. As placas deflectoras de metal devem ser colocadas em frente da operação de goivagem. Todos os materiais combustíveis devem ser afastados da área de trabalho. A níveis de corrente elevada, a massa de metal fundido removida é bastante grande e tornar-se-á um risco de incêndio se não for devidamente contida.
O segundo factor é o elevado nível de ruído. A correntes elevadas com alta pressão de ar, ocorre um ruído muito alto. A protecção dos ouvidos, abafadores ou tampões auriculares devem ser usados pelo cortador de arco.