O ARCO ELÉTRICO: CONCEITOS FUNDAMENTAIS
Pode-se definir o arco elétrico como "a descarga elétrica mantida,atravéz um gás
ionizado, iniciada por uma quantidade de elétrons emi-tidos do eletrodo
negatiyo_(catodo) aquecido e mantido pela ionização térmica do gás aquecido. Deve-se
salientar que no arco elétrico para soldagem a descarga elétrica tem baixa tensão e alta
intensidade. Nessa definição existem três conceitos importantes para o conhecimento do
arco elétrico: calor, ionização e emissão.
O calor é devido à movimentação de cargas elétricas no arco elétrico de um
eletrodo permanente; a ocorrência de choques entre essas cargas gera o calor. No arco,
os lons positivos podem ser considerados imóveis quando comparados com a
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velocidade dos elétrons sendo estes, portan to, os responsáveis pela geração de calor.
Para se ter ideia da participação do elétron no aquecimento, basta saber que, na colisão
de um elétron com um átomo de hélio, somente 0,06% da energia acumulada pelo
elétron é transferida para o átomo, aquecendo-o de 0,001 °C por colisão. No caso de
arco elétrico de eletrodos consumíveis, além do choque entre íons, há também o choque
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entre ions e átomos gerados na fusão do eletro do e entre íons e as gotas que
atravessam o arco.
A ionização ocorre quando um elétron localizado em uma órbita recebe uma
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quantidade de energia, sendo forçado para órbita de maior ener gia. Conforme a
energia que o elétron recebe, ele pode ou não sair da influência do campo
eletromagnético do átomo e tornar-se um elétron livre. A energia necessária a produção
de um elétron livre é chamada de potencial de ionização.
No caso dos arcos elétricos de soldagem, o interesse está voltado para a
ionização térmica, que é a ionização por colisão entre partículas bem aquecidas '.
Ocorrendo o fenómeno de ionização, tem-se um elétron livre e um íon positivo,
formando-se conseqüentemente um meio condutor de eletricidade. A Tabela 2. l mostra
o potencial de ionização de alguns gases e vapores.
A emissão termoiônica é um processo liberaçao de elétrons de uma superfície
aquecida.
abertura do arco elétrico para soldagem necessita do aquecimento e do
bombardeamento com elétrons do gás que circunda o eletro.A fonte de energia possui
uma diferença de potencial característica (tensão em vazio) que favorece a abertura do
arco. Quando o eletrodo toca o metal-base, essa tensão cai rapidamente para um valor
próximo de zero, conforme mostra a Fig. 2.1. Por efeito Joule, a região do eletrodo que
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