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O processo de fusão por arco é um método metalúrgico eletrotérmico que utiliza um arco elétrico para gerar temperaturas extremamente elevadas, fundindo metais sem alterar as suas propriedades químicas. Envolve a criação de um arco elétrico entre um elétrodo e o material a fundir, ou entre dois eléctrodos, utilizando um forno de fusão por arco. O forno converte a alta tensão em baixa tensão e alta corrente, permitindo que o arco se mantenha e derreta o metal. Este processo é amplamente utilizado nas indústrias para fundir sucata de aço e outros metais, e é particularmente eficaz em ambientes de vácuo para produzir materiais de elevada pureza.

Pontos-chave explicados:

1. Definição e objetivo da fusão por arco:

   • A fusão por arco é um processo eletrotérmico que utiliza um arco elétrico para fundir metais.
   • O objetivo principal é fundir metais, como sucata de aço, sem alterar a sua composição química.
   • É normalmente utilizado nas indústrias metalúrgicas para produzir metais e ligas de alta qualidade.

2. Componentes de um forno de fusão por arco:

   • O componente principal é a máquina de soldar eléctrica, que converte as tensões normais (220V ou 380V) em baixa tensão e alta corrente.
   • O forno gera um arco elétrico, que é um fenómeno de descarga auto-sustentado, desencadeado pelo curto-circuito instantâneo dos pólos positivo e negativo.
   • O arco é um plasma térmico com temperaturas extremamente elevadas, capaz de fundir metais de forma eficiente.

3. Como funciona o processo de fusão por arco:

   • O processo começa com a geração de um arco elétrico entre o elétrodo e o material ou entre dois eléctrodos.
   • O arco produz um calor intenso, atingindo temperaturas suficientemente elevadas para fundir o metal.
   • O metal fundido é depois recolhido ou processado, consoante a aplicação.

4. Fases do processo de fusão por arco a vácuo:

   • Fase de preparação: O forno e os materiais são preparados e o sistema é verificado quanto ao seu correto funcionamento.
   • Fase de vácuo: O forno é evacuado para criar um ambiente de vácuo, o que ajuda a produzir metais de alta pureza.
   • Fase de fusão: O arco elétrico é gerado e o metal é fundido em condições controladas.
   • Fase de moldagem por sucção de espécimes: O metal fundido é moldado em moldes ou espécimes para posterior análise ou utilização.
   • Fase final: O processo é concluído e o forno é arrefecido e limpo para o ciclo seguinte.

5. Vantagens da fusão por arco:

   • Alta pureza: O ambiente de vácuo minimiza a contaminação, resultando em metais de alta pureza.
   • Fusão controlada: O processo permite um controlo preciso das condições de fusão, garantindo uma qualidade consistente.
   • Versatilidade: A fusão por arco pode ser utilizada para uma vasta gama de metais e ligas, o que a torna um método versátil na metalurgia.

6. Aplicações da fusão por arco:

   • Reciclagem de sucata metálica: A fusão por arco é normalmente utilizada para reciclar sucata de aço e outros metais.
   • Produção de ligas: É utilizado para produzir ligas de alta qualidade com propriedades específicas.
   • Investigação e desenvolvimento: O processo é também utilizado em laboratórios para o desenvolvimento de novos materiais e para o estudo das propriedades metalúrgicas.

7. Comparação com outros processos de fusão:

   • Fundição: Ao contrário da fundição, que envolve reacções químicas para extrair metais dos minérios, a fusão por arco centra-se na fusão de metais já extraídos.
   • Fusão por indução: A fusão por indução utiliza a indução electromagnética para gerar calor, enquanto a fusão por arco se baseia num arco elétrico.
   • Fusão em suspensão: A fusão em suspensão envolve a fusão de materiais num estado suspenso, enquanto a fusão em arco envolve tipicamente uma poça de fusão estacionária.

Ao compreender estes pontos-chave, é possível apreciar a eficiência e a versatilidade do processo de fusão por arco em várias aplicações industriais e de investigação.

Quadro de resumo:

Aspeto fundamental	Detalhes
Definição	Processo eletrotérmico que utiliza um arco elétrico para fundir metais.
Objetivo	Derrete metais como sucata de aço sem alterar a sua composição química.
Componentes	Soldador elétrico, geração de arco e plasma térmico.
Fases	Preparação, criação de vácuo, fusão, vazamento e arrefecimento.
Vantagens	Alta pureza, fusão controlada e versatilidade.
Aplicações	Reciclagem de sucata, produção de ligas e I&D.
Comparação	Difere da fundição, da fusão por indução e da fusão em suspensão.

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