A refusão por arco em vácuo (VAR) é um processo de fusão secundário utilizado para produzir lingotes metálicos com elevada homogeneidade química e mecânica para aplicações exigentes.
É um processo de refinação que é utilizado quando os requisitos de limpeza e homogeneidade estão para além da capacidade dos processos de produção e fundição convencionais.
Explicação das 5 etapas principais
1. Começando com um elétrodo
O processo VAR começa com um elétrodo inicial, que é fundido a partir de um processo de produção anterior.
2. Fusão sob vácuo
O elétrodo é gradualmente refundido sob condições de vácuo com calor fornecido através de um arco elétrico.
A parte inferior do elétrodo derrete gradualmente e escorre para uma poça de fusão, que depois solidifica para formar o lingote final.
3. Três partes principais do processo
O processo VAR tem três partes principais: arranque, estado estacionário e topo quente.
Durante o arranque, o elétrodo é gradualmente fundido.
No estado estacionário, o processo de refusão continua com um arco estável e uma taxa de fusão constante.
O topo quente refere-se à parte superior do lingote, que é mantida fundida para evitar a solidificação e assegurar uma estrutura uniforme do lingote.
4. Vantagens do VAR
O processo VAR oferece várias vantagens.
A fundição sob vácuo elimina a contaminação pelo ar exterior e reduz o gás e as impurezas metálicas nocivas de baixo ponto de fusão no aço e nas ligas, resultando numa pureza melhorada.
Pode também reduzir eficazmente o teor de hidrogénio, chumbo, bismuto, prata e outras impurezas no metal.
O processo permite um controlo estável da composição química da liga, e a baixa pressão parcial de oxigénio na câmara de fundição evita a queima de elementos activos como o alumínio e o titânio.
Além disso, a VAR permite a refusão de metais refractários e respectivas ligas devido à elevada temperatura na zona do arco.
A operação do molde de cobre sem escórias e arrefecido a água elimina ou reduz a contaminação da liga por inclusões externas.
A solidificação sequencial e o arrefecimento rápido durante o processo podem remover inclusões não metálicas e melhorar a pureza do metal refundido.
Ao controlar o processo de solidificação e cristalização, o processo VAR pode produzir lingotes de alta qualidade com baixa segregação e alta densidade.
5. Considerações e aplicações
Vale a pena notar que a superfície do lingote refundido pode ser áspera e porosa, e requer descascamento antes do processamento posterior.
O processo de refusão não inclui a dessulfuração, pelo que é necessário um baixo teor de enxofre no elétrodo consumível.
Além disso, a atmosfera e a pressão na câmara de fusão podem ser controladas durante o processo VAR.
Em geral, a refusão por arco em vácuo é um processo crítico utilizado para refinar e purificar metais e ligas, melhorando a sua força, resistência à fadiga e qualidade geral.
É amplamente utilizado em indústrias como a aeroespacial, a energia e a nuclear, onde são necessários materiais de elevado desempenho.
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