O Que São Modos de Transferência de Soldagem?
Na GMAW (Soldagem MIG), a forma como o metal fundido se move do arame do Eletrodo para a Poça de Fusão é chamada de Modo de transferência. O modo depende da corrente de Soldagem, Tensão, composição do Gás de proteção e Diâmetro do eletrodo. Cada modo produz diferentes perfis de penetração, níveis de Respingos e capacidades posicionais.
D1.1:2025 trata os modos de transferência como Processos de Soldagem distintos com diferentes status de pré-qualificação. Entender quais modos D1.1 permite sob EPSs pré-qualificadas e quais exigem Ensaio de qualificação por Clause 6 é essencial para oficinas de Fabricação que escrevem Procedimentos de soldagem.
Os quatro modos, do Mínimo ao máximo de energia, são: curto-circuito, globular, spray e spray pulsado.
Transferência por Curto-Circuito (GMAW-S)
Na Transferência por curto-circuito, o arame do Eletrodo toca fisicamente a Poça de Fusão e entra em curto-circuito, transferindo metal através de contato repetido em vez de através do arco. Isso acontece a uma taxa de 50 a 200 vezes por segundo, de acordo com AWS A5.18 A6.4. O Processo de Soldagem usa Eletrodos de pequeno Diâmetro (0.030 a 0.045 in) com baixa Tensão e Amperagem.
A Transferência por curto-circuito produz o menor Aporte de Calor de qualquer modo GMAW. Isso a torna adequada para materiais finos, passes de raiz e Soldagem em todas as posições, incluindo vertical e sobre-cabeça. A baixa energia também significa menor penetração, o que cria um risco de Fusão incompleta em seções mais espessas.
Status de pré-qualificação D1.1: GMAW-S não é pré-qualificada. Clause 5.5.1 lista explicitamente os Processos de Soldagem pré-qualificados como "SMAW, SAW, GMAW (exceto GMAW-S) e FCAW." Para usar GMAW-S sob D1.1, você deve qualificar a EPS por Ensaio de qualificação de acordo com Clause 6. D1.1 trata GMAW-S como um Processo de Soldagem separado de acordo com Table 6.6.
Como alternativa à qualificação interna, você pode adotar uma Especificação Padrão de Procedimento de Soldagem (SWPS) da série B2.1 de acordo com Clause 6.2.1.2.
Transferência por Spray
A Transferência por spray produz um fluxo direcionado de finas gotículas fundidas, aproximadamente 250 por segundo, de acordo com AWS A5.18 A6.2.2, que cruzam o arco sem curto-circuito. Este modo é ativado acima de uma corrente de transição crítica que depende do Diâmetro do eletrodo, composição e Gás de proteção. Para Eletrodos de Aço carbono de 1/16 in (1.6 mm), a corrente de transição é de aproximadamente 270 amperes.
A Transferência por spray oferece altas taxas de deposição, excelente fusão, Respingos Mínimos e um perfil de cordão suave. O alto Aporte de Calor produz penetração profunda.
Limitação de posição: A Transferência por spray é limitada às posições plana (1G/1F) e horizontal (2G/2F) na prática. O alto Aporte de Calor cria uma Poça de Fusão grande e fluida que não pode ser controlada contra a gravidade. D1.1 Clause 10 exclui a Transferência por spray de detalhes de juntas tubulares pré-qualificadas.
Correntes Típicas de Transição por Spray
Os valores são aproximados e variam de acordo com a composição do Eletrodo, condição da superfície e distância da ponta de contato à peça. Consulte a folha de dados do fabricante do seu Eletrodo para valores exatos.
| Wire Diameter | Shielding Gas | Transition Current (A) |
|---|---|---|
| 0.023 in (0.6 mm) | 98% Ar / 2% O2 | ~135 |
| 0.030 in (0.8 mm) | 98% Ar / 2% O2 | ~150 |
| 0.035 in (0.9 mm) | 98% Ar / 2% O2 | ~165 |
| 0.035 in (0.9 mm) | 95% Ar / 5% O2 | ~155 |
| 0.035 in (0.9 mm) | 85% Ar / 15% CO2 | ~180 |
| 0.035 in (0.9 mm) | 80% Ar / 20% CO2 | ~195 |
| 0.045 in (1.1 mm) | 98% Ar / 2% O2 | ~220 |
| 0.045 in (1.1 mm) | 85% Ar / 15% CO2 | ~240 |
| 0.045 in (1.1 mm) | 80% Ar / 20% CO2 | ~255 |
| 0.062 in (1.6 mm) | 98% Ar / 2% O2 | ~270 |
| 0.062 in (1.6 mm) | 80% Ar / 20% CO2 | ~345 |
Fonte: AWS A5.18 A6.2.2 (âncora de 270 A para arame de 1/16 in) e dados do fabricante do Eletrodo.
A Armadilha da Pré-Qualificação D1.1
Esta é a constatação de auditoria D1.1 mais comum relacionada à GMAW: uma oficina escreve "GMAW" em sua EPS pré-qualificada sem especificar o Modo de transferência, e então usa Transferência por spray na posição plana e curto-circuito na vertical. De acordo com D1.1, isso são dois Processos de Soldagem separados.
O comentário da D1.1 Clause 5 é explícito: "se o Processo de Soldagem na EPS pré-qualificada for GMAW com variáveis que resultam em Transferência por spray, não seria aceitável adicionar à EPS pré-qualificada variáveis que resultariam em Transferência por curto-circuito." A parte de curto-circuito requer sua própria EPS qualificada por Ensaio de qualificação de acordo com Clause 6.
A consequência prática: uma oficina de Fabricação que usa Transferência por spray na posição plana e horizontal, e muda para curto-circuito para vertical e sobre-cabeça, precisa de duas EPSs separadas. A EPS de spray pode ser pré-qualificada de acordo com Clause 5. A EPS de curto-circuito deve ser qualificada por Ensaio de qualificação de acordo com Clause 6, ou adotada de uma SWPS da AWS de acordo com Clause 6.2.1.2.
D1.1 também exige fontes de alimentação de Tensão constante (CV) para GMAW e FCAW pré-qualificadas de acordo com Clause 5.5.4.
Transferência Globular
A Transferência globular ocorre em níveis de corrente entre curto-circuito e spray, tipicamente com Gás de proteção 100% CO2 de acordo com AWS A5.18 A6.3. Gotículas grandes e de formato irregular, maiores que o Diâmetro do eletrodo, se desprendem da ponta do arame e são transferidas por gravidade. Eletrodos de 0.045 a 1/16 in de Diâmetro são normalmente usados a 275 a 400 amperes.
A Transferência globular produz o maior número de Respingos de qualquer modo GMAW e é limitada às posições plana e horizontal porque as grandes gotículas são difíceis de controlar contra a gravidade. Com uma técnica de arco submerso (baixa Tensão, arco submerso na Poça de Fusão), os Respingos podem ser significativamente reduzidos.
A Transferência globular raramente é especificada intencionalmente em uma EPS. Ela tipicamente ocorre como um estado transitório quando os parâmetros são definidos entre as faixas de curto-circuito e spray, ou ao usar Gás de proteção 100% CO2. Eletrodos de Aço inoxidável geralmente não são usados neste modo porque o alto teor de CO2 pode degradar a resistência à corrosão.
Transferência por Spray Pulsado
Na Transferência por spray pulsado, a fonte de energia alterna entre uma corrente de pico alta (onde ocorre a Transferência por spray) e uma corrente de fundo baixa (onde o arco é mantido, mas não há transferência de metal). Este ciclo ocorre a 60 a 120 pulsos por segundo, de acordo com AWS A5.18 A6.2.3. Cada pulso de pico desprende uma gotícula do Eletrodo no modo spray, enquanto a corrente de fundo permite que a Poça de Fusão se solidifique parcialmente.
O Resultado é Soldagem com qualidade de spray em todas as posições, incluindo vertical e sobre-cabeça. O spray pulsado combina a eficiência de deposição e a qualidade do cordão da Transferência por spray com a flexibilidade posicional do curto-circuito.
Pré-qualificação D1.1: D1.1 não exclui explicitamente o spray pulsado (GMAW-P) da pré-qualificação da mesma forma que exclui GMAW-S. No entanto, o spray pulsado usa fontes de energia controladas por forma de onda de acordo com Clause C-6.8.5.1, que exigem diferentes cálculos de Aporte de Calor usando as equações 2 e 3 da Clause 6.8.5.1 em vez da equação convencional 1. Como a Clause 5.5.4 exige fontes de energia CV para GMAW pré-qualificada, e as máquinas pulsadas operam de forma diferente das fontes CV convencionais, o caminho da pré-qualificação apresenta barreiras práticas. Consulte o Engenheiro para sua aplicação específica.
Limitações de Posição por Modo de Transferência
| Transfer Mode | Positions | D1.1 Pré-qualificado? | Typical Use |
|---|---|---|---|
| Short Circuit (GMAW-S) | All positions | No — requires Clause 6 qualification | Thin material, root passes, out-of-position |
| Globular | Flat, horizontal | Generally avoided; 100% CO2 | Thick sections, deep penetration (buried arc) |
| Spray | Flat, horizontal | Yes — prequalified per Clause 5 | High deposition, structural flat/horizontal |
| Pulsed Spray (GMAW-P) | All positions | Practical barriers (CV requirement per Cl. 5.5.4) | All-position spray quality |