A principal diferença entre a refusão por arco de vácuo (VAR) e a refusão por escória eléctrica (ESR) reside no método de fusão e nas condições em que a fusão ocorre. O VAR é um processo realizado em condições de vácuo que utiliza um arco elétrico de corrente contínua para refundir um elétrodo consumível, resultando em materiais com elevada homogeneidade e limpeza, adequados para aplicações críticas como a engenharia aeroespacial e médica. Em contrapartida, a ESR envolve a fusão através de uma escória condutora, que não está sob vácuo, e é normalmente utilizada para melhorar a qualidade de aços e ligas através da remoção de impurezas e do refinamento da microestrutura.
Processo VAR:
- Condições de vácuo: O VAR funciona sob vácuo, normalmente a pressões que variam entre 0,001 e 0,1 mmHg (0,1 e 13,3 Pa), o que ajuda a evitar a oxidação e outras contaminações atmosféricas.
- Fusão por arco elétrico: O processo utiliza um arco elétrico de corrente contínua para fundir o elétrodo consumível. O arco é gerado entre o elétrodo e a poça de metal fundido num cadinho de cobre arrefecido a água. Este arco fornece uma fonte de energia altamente concentrada, que assegura um controlo preciso do processo de fusão.
- Solidificação do material: A solidificação do material em VAR ocorre continuamente de baixo para cima, levando a uma estrutura muito sólida e homogénea. Este processo de solidificação controlada melhora as propriedades metalúrgicas do material, melhorando a sua resistência à fadiga e à fratura.
Processo ESR:
- Condições sem vácuo: Ao contrário do VAR, o ESR é conduzido em condições atmosféricas normais. A fusão ocorre através de uma camada de escória condutora que cobre o eletrodo e o molde do lingote.
- Fusão de escória: Na ESR, o elétrodo é fundido pelo calor gerado pela resistência da escória condutora à corrente eléctrica. Este processo é eficaz na remoção de impurezas e no refinamento da microestrutura do metal, mas não oferece o mesmo nível de limpeza e homogeneidade que a VAR.
- Solidificação do material: A solidificação no ESR também é controlada, mas ocorre em condições térmicas diferentes, o que pode afetar as propriedades finais do material.
Aplicações e Qualidade do Material:
- A VAR é particularmente adequada para materiais que requerem elevados níveis de limpeza e homogeneidade, tais como os utilizados nas indústrias aeroespacial, médica e nuclear. O ambiente de vácuo e o controlo preciso do processo de fusão por arco garantem que o produto final cumpre os mais rigorosos requisitos de qualidade.
- A ESR, embora também seja capaz de produzir materiais de alta qualidade, é mais comummente utilizada para melhorar a qualidade de aços e ligas utilizados em aplicações menos críticas, onde o custo adicional e a complexidade da VAR não se justificam.
Em resumo, a escolha entre VAR e ESR depende dos requisitos específicos do material, com VAR a oferecer uma limpeza e homogeneidade superiores em condições de vácuo e ESR a proporcionar um refinamento eficaz e a remoção de impurezas em condições atmosféricas normais.
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