O método de fusão por arco é um processo metalúrgico eletrotérmico que utiliza energia eléctrica para gerar um arco elétrico entre eléctrodos ou entre um elétrodo e o material a fundir.
Este método é caracterizado pela sua capacidade de atingir temperaturas extremamente elevadas, tipicamente até 3000℃, o que é suficiente para fundir uma variedade de metais, incluindo os reactivos e refractários.
1. Princípio e Funcionamento
O processo de fusão do arco começa com a conversão de uma alta tensão em uma baixa tensão, mas alta corrente por um transformador, normalmente usando 220V ou 380V de entrada.
O curto-circuito instantâneo dos pólos positivo e negativo desencadeia o arco, que é um fenómeno de descarga auto-sustentado que mantém a combustão estável sem necessidade de alta tensão contínua.
Este arco, com temperaturas que atingem cerca de 5000K, é utilizado para fundir o elétrodo metálico ou o material.
2. Tipos de fusão por arco
2.1 Refusão por arco em vácuo (VAR)
Este método é realizado em condições de vácuo e sem escórias.
O elétrodo metálico é rapidamente fundido pelo arco de corrente contínua e depois re-solidificado num molde de cobre arrefecido a água.
Este processo refina o metal, purificando-o e melhorando a sua estrutura cristalina e o seu desempenho.
2.2 Fusão por arco de plasma
Esta técnica utiliza gás eletricamente excitado, como o hélio ou o árgon, para fundir metais numa câmara selada sob uma atmosfera inerte.
É particularmente eficaz para metais reactivos e refractários e oferece melhorias significativas nas propriedades das ligas convencionais.
2.3 Fusão por arco sob vácuo sem auto-consumo
Este método utiliza um elétrodo de cobre arrefecido a água em vez de um elétrodo consumível, o que ajuda no controlo da poluição industrial.
É amplamente utilizado para fundir titânio e ligas de titânio, eliminando a necessidade de eléctrodos de prensagem e soldadura.
3. Aplicações e vantagens
A fusão por arco é utilizada em vários processos metalúrgicos, incluindo a fusão em forno, a consolidação de sucata e a produção de lingotes, placas e pós.
As vantagens da fusão por arco incluem a capacidade de fundir metais de elevado ponto de fusão, a produção de metal limpo, tal como fundido, através da remoção de inclusões, e o potencial de reciclagem de materiais.
Além disso, o método de não auto-consumo permite tempos de permanência mais longos do arco no material, levando a uma melhor homogeneização da composição do lingote e à utilização de matérias-primas de diferentes tamanhos e formas.
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