A fusão por eléctrodos consumíveis em vácuo (VAR) é um processo que envolve a fusão de metal através de indução electromagnética em condições de vácuo.
Este processo é particularmente útil para metais e ligas que têm afinidade com o oxigénio e o azoto, tornando impossível a sua fusão no ar.
Explicação dos 7 passos
1. Carregamento do elétrodo
O elétrodo a ser fundido é carregado no forno.
Para aços especiais e superligas, o elétrodo é previamente fundido ao ar ou em vácuo.
No caso de metais reactivos como o titânio, o elétrodo é fabricado a partir de esponja compactada e/ou sucata, ou a partir de um processo de fusão em forno como o Plasma ou o Feixe de Electrões.
2. Configuração do recipiente de vácuo
Dois grandes conjuntos mecânicos combinam-se para formar o recipiente de vácuo no qual ocorre a fusão - a cabeça móvel do forno e a estação de fusão fixa.
A cabeça móvel do forno é a secção superior do recipiente e suporta e controla o movimento do elétrodo.
A estação de fusão fixa, que constitui a metade inferior do recipiente, é constituída por um cadinho de cobre amovível colocado numa camisa de água fixa de aço inoxidável.
3. Estabelecimento de vácuo
Quando o elétrodo é fixado ao conjunto do êmbolo, o êmbolo levanta o elétrodo enquanto a cabeça do forno é baixada para criar um selo de vácuo no topo do cadinho.
Uma vez estabelecido o vácuo, a fonte de alimentação DC é activada.
4. Fusão por arco
O sistema de controlo estabelece automaticamente um arco de alta corrente entre o elétrodo consumível (cátodo -) e a base do cadinho (ânodo +), formando rapidamente uma poça de metal fundido.
O intervalo entre o elétrodo de fusão e a poça de metal (intervalo do arco) é mantido com precisão e é estabelecida uma taxa de fusão controlada.
5. Vantagens do vácuo
As gotículas de metal que caem através do intervalo do arco são expostas ao ambiente de vácuo e às temperaturas extremas da zona do arco.
Isto provoca a remoção de gases dissolvidos, a vaporização de elementos residuais e a melhoria da limpeza do óxido.
O cadinho arrefecido a água permite a solidificação direcional, evitando a macro segregação e reduzindo a micro segregação.
6. Solidificação controlada
A poça de metal fundido formada pelas gotículas de metal é solidificada de forma direcional.
Quando a taxa de fusão e a abertura do arco são corretamente controladas, esta solidificação direcional evita a segregação e melhora as propriedades do material do lingote.
7. Redução gradual da potência
Perto do final do processo, a potência é gradualmente reduzida para fornecer um topo quente controlado, maximizando o rendimento do produto útil.
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