Dicas valiosas para a soldagem: bicos de contato

O bico de contato – também conhecido como bocal de contato ou tubo de contato de energia – é o menor, porém mais importante consumível em uma tocha MIG/MAG, independente se é uma tocha manual, automatizada ou uma tocha de soldagem robotizada. O bico de contato tem uma grande influência na qualidade do processo de soldagem MIG/MAG, assim como na vida útil e disponibilidade das ferramentas no processo de soldagem.

A Tarefa do bico de contato

Sua tarefa é transferir a corrente de soldagem para o arame de eletrodo e garantir um arco direcional estável. Para garantir isso, o arame de solda passa pelo bico de contato. Vários quilômetros de arame passam pela tocha de soldagem durante um dia de trabalho, e tanto no conjunto de cabos quanto no pescoço da tocha devem superar a resistência ao atrito.

Que problemas podem surgir com os bicos de contato?

Dependendo do arame, material da guia espiral e estrutura do pescoço da tocha, ocorre abrasão durante a alimentação do arame. Essas partículas às vezes são trazidas para o bico de contato e causam entupimento. Especialmente com arames duros, às vezes há um efeito oposto no bico de contato, ou seja, que é aterrado pelo arame. Isso também é agravado pelo calor do processo, que é parcialmente dissipado através do bico de contato. O bico de contato perde sua resistência a partir de uma certa temperatura e, portanto, se desgasta mais facilmente.

Especialmente com pescoços de tocha retos – geralmente usados com tochas mecanizadas ou robotizadas – há problemas no bico de contato porque a superfície e o tempo de contato são muito curtos. Isso leva aos chamados “micro arcos no bico de contato”, o que também causa um desgaste mais rápido. Dependendo do processo, da qualidade, do arame e do material do bico de contato, ele perde suas propriedades relevantes para o processo mais ou menos rapidamente, e precisa ser substituído adequadamente antes que o processo de soldagem se torne instável.

Com processos instáveis, pode ocorrer o Burnback (requeima), e acontece o chamado congelamento, que leva a uma falha imediata do bico de contato.

Que tipos de bicos de contato existem?

Dependendo do tipo de tocha, os fabricantes de tochas de soldagem recomendam uma seleção de bicos de contato adequados no catálogo ou outra documentação para um processo de soldagem ideal e adaptado à tocha. As características básicas aqui são a geometria geral, incluindo a conexão rosqueada (padrão: M6, M8, M10 ou maior), o orifício central para o diâmetro do arame correspondente e o material usado. Basicamente, como na tecnologia de soldagem em geral, as dimensões do bico de contato aumentam com a quantidade de energia de soldagem. Portanto, até uma corrente de aproximadamente 180 amperes, você ainda pode lidar com geometrias relativamente curtas, com uma rosca M6; acima de 400 amperes, deve ser uma versão mais longa com rosca M8 ou M10. Para uma transmissão de energia adequada significa que mais calor é absorvido pelo processo, então você simplesmente precisa de dimensões maiores. Mais material também significa que o bico de contato é mais resistente ao calor e ao desgaste.

Quais são as diferenças nos bicos de contato muito baratos?

Se você comparar os diferentes fornecedores de bicos de contato, às vezes notará diferenças de preço relativamente altas. Na maioria dos casos, o cobre reciclado é usado por ser mais barato, o que pode levar a um maior desgaste devido à sua baixa dureza, bem como a redução da condutividade térmica e elétrica. Somente os fabricantes de marcas têm um processo de fabricação certificado e monitorado internamente pelo controle de qualidade, que permite apenas o processamento de material de alta qualidade. Um desses fornecedores é a ABICOR BINZEL, que sempre oferece consistentemente alta qualidade por meio dos processos de fabricação correspondentes – como o processo de perfuração profunda de alta velocidade – e um padrão interno da empresa.

Qual é a diferença no material dos bicos de contato?

Existem três materiais básicos diferentes para bicos de contato para soldagem: E-Cu, CuCrZr e HDS. Cada um tem suas características, propriedades e vantagens individuais, que mostraremos agora em detalhes.

Bico de contato E-Cu

Este bico de contato é feito de cobre eletrolítico muito puro (E-Cu).

A dureza Vickers deste bico de contato é de aproximadamente 110 a 115 HV. A pureza do cobre garante um bom poder de transmissão de energia e boa condutividade térmica e elétrica. Sua temperatura de amolecimento é de cerca de 260 °C e, portanto, é mais adequada para a área de baixa amperagem e uma vida útil não muito longa. Para uma versão mais dura com uma temperatura de amolecimento mais alta, recomenda-se um bico de contato feito de CuCrZr.

Conclusão: Um bico de contato com propriedades de processo muito boas, mas menos resistente ao desgaste.

Bico de contato CuCrZr

O componente deste bico de contato é cobre-cromo-zircônio (CuCrZr). Os elementos de liga cromo e zircônio são muito rígidos e garantem alta resistência térmica. A transferência atual pode ser considerada não tão boa, mas isso não é um problema perceptível para a maioria dos processos. Com dureza Vickers de aproximadamente 168 HV e uma resistência à temperatura de aproximadamente 500 °C, este tipo de material de bico de contato é praticamente o padrão. Uma alta dureza combinada com uma alta capacidade de carga térmica significa um baixo grau de desgaste com uma carga de processo correspondentemente alta.

Se a soldagem for realizada com um arco de alta amperagem ou na área do spray de arco, o bico de contato é tão fortemente carregado que a capacidade de carga térmica do bico de contato E-Cu é rapidamente alcançada e pode ser excedida. O fato de que chegou a hora é mostrado pela mancha preto-azulada do material de cobre. Se a soldagem continuar com estresse térmico excessivo, o cobre amolece, o arame erode no orifício e pode ficar preso. Nesse caso, apenas a substituição do bico de contato ajuda. Felizmente, este é apenas o caso do material CuCrZr sob cargas de processo extremas.

Além da composição química, especialmente com bicos de contato CuCrZr – isso também se aplica a bicos de contato HDS – é necessária uma boa coordenação do diâmetro do orifício com o diâmetro do arame. Se os diâmetros do orifício no bico de contato forem muito estreitos, o entupimento será mais rápido. Por outro lado, se os diâmetros dos orifícios forem muito largos, isso favorecerá o congelamento. Fabricantes de qualidade como a ABICOR BINZEL podem garantir tolerâncias de alguns centésimos de milímetro graças a processos de fabricação especiais.

Conclusão: Os bicos de contato feitos de material CuCrZr são muito adequados para processos de soldagem na faixa de média a alta amperagem. Eles oferecem boas propriedades de processo com baixo desgaste.

Bicos de contato HDS 

Para processos extremamente estressantes do ponto de vista térmico, com alto desgaste ou mesmo falha de bicos de contato feitos de material CuCrZr, os bicos de contato HDS podem ser considerados como uma solução de problemas.  O núcleo interno ao redor do orifício consiste em cobre endurecido por dispersão (a dureza mineral é uma forma especial de endurecimento por precipitação no processo de fabricação). Como resultado, o núcleo interno é extremamente duro e, ao mesmo tempo, extremamente resistente ao calor. O que este bico de contato perde em termos de condutividade elétrica é compensado por seu revestimento prateado, por assim dizer.
Especialmente em processos de soldagem com alto ciclo de trabalho e alto consumo de energia, a variante HDS pode utilizar suas reservas de energia em comparação com um bico de contato CuCrZr e é um bom solucionador de problemas em termos de vida útil e desgaste. Esta é também a razão pela qual é frequentemente usado em tochas de soldagem refrigeradas a ar com ciclos de trabalho marginais e altas correntes de soldagem. Os bicos de contato HDS estão disponíveis em todas as geometrias padrão comuns e podem ser usados em quase todos os sistemas de tocha de soldagem ABICOR BINZEL.

Conclusão: Os bicos de contato HDS são uma boa alternativa, principalmente com altas correntes de soldagem e/ou altos ciclos de trabalho no processo de soldagem, quando o tipo CuCrZr atinge seus limites. Áreas de aplicação frequentes são tochas refrigeradas a ar com um ciclo de trabalho comparativamente longo em cargas de alta amperagem.

Áreas de aplicação para bicos de contato HDS:

Qual bico de contato para qual arame?

Isso pode ser respondido de maneira tão geral? Existe possivelmente uma lista onde você pode ver qual bico de contato é adequado para qual arame?

Basicamente, você pode alimentar todos os três tipos de bicos de contato: CuCrZr, E-Cu e HDS com cada arame. Com os bicos de contato E-Cu, é mais fácil soldar alumínio, o que se deve à transmissão de energia: um arame de alumínio em si não é tão condutor quanto, por exemplo, um arame revestido de cobre. Enquanto isso, o alumínio também pode ser bem soldado com bicos de contato CuCrZr. Ao soldar alumínio, no entanto, bicos de contato com um orifício interno adaptado (um pouco maior) devem ser usados devido ao aumento da expansão térmica do alumínio.

Arame feitos de aço carbono cobreado e não cobreado, aço inoxidável em qualquer liga, alumínio, ligas de solda de cobre (AlSi, CuSi, etc.) e arames tubulares são soldados. Dependendo da qualidade e da limpeza da superfície, esses arames são abrasivos de formas diferentes. Devido ao seu contorno, arames tubulares ou devido à sua superfície rugosa, alguns arames não acobreados são altamente abrasivos. Aqui, materiais mais duros estão disponíveis para bicos de contato, como CuCrZr, por exemplo.

Como encontrar o bico de contato certo para sua aplicação

É melhor obter aconselhamento do revendedor em quem você confia ou perguntar diretamente ao fabricante. Todo bom fornecedor recomenda para as tochas de soldagem também consumíveis em seus documentos, bem como o bico de contato ideal. Como também existe a possibilidade de usar geometrias especiais além das versões padrão, o melhor é consultar um profissional.