O Plasma de Arco Transferido – PTA (PTAW, do inglês Plasma Transferred Arc Welding) é um processo de deposição por soldagem utilizado para formar revestimentos metálicos com união metalúrgica sobre componentes industriais.
Durante o processo, forma-se um arco entre um eletrodo de tungstênio e o componente que receberá o revestimento. Ao mesmo tempo, um gás inerte participa da formação do plasma.
Em seguida, o sistema alimenta o material de revestimento, geralmente na forma de pó.
A energia do plasma funde esse material e uma região controlada da superfície da peça. Como resultado, o processo cria uma união metalúrgica entre o revestimento e o substrato.
Essa é uma das principais características do PTA.
Além da aplicação de revestimentos, a tecnologia também pode integrar processos de manufatura aditiva, dependendo da estratégia de deposição utilizada.
Como funciona o processo PTA?
O processo combina energia térmica, alimentação do material e controle dos parâmetros de deposição.
Primeiramente, o equipamento gera o arco de plasma. Logo depois, o sistema direciona o material em pó para a região de aplicação. O plasma fornece a energia necessária para fundir a liga e uma parcela controlada da superfície do componente. Após a solidificação, surge a nova camada. Entretanto, o resultado não depende somente da liga escolhida.
Parâmetros como corrente, velocidade de deposição, alimentação do pó e aporte térmico influenciam as características finais do revestimento. Por isso, material, processo e condição de operação precisam ser analisados em conjunto.
Quais são as principais características do Plasma de Arco Transferido?
O PTA reúne características que tornam o processo relevante para diferentes aplicações industriais.
Controle de diluição
A diluição representa a interação entre o material depositado e o material base durante a fusão.
No PTA, o controle dos parâmetros permite trabalhar com níveis de diluição adequados à aplicação. Dessa forma, a engenharia consegue preservar melhor as características químicas e metalúrgicas desejadas para a camada.
Uma análise de metalografia pode auxiliar na avaliação do revestimento e da região de interface com o substrato.
União metalúrgica
Durante a aplicação, o PTA promove fusão controlada na interface entre revestimento e substrato. Com isso, os materiais formam uma união metalúrgica.
Essa característica pode ser especialmente importante em aplicações que envolvem solicitações mecânicas severas. Em determinadas condições, por exemplo, abrasão e impacto podem atuar simultaneamente.
Controle da deposição
A equipe pode ajustar os parâmetros do processo conforme as características da aplicação. Além disso, a automação contribui para controlar a deposição e aumentar a repetibilidade.
Na Rijeza, sistemas automatizados controlam parâmetros importantes durante a aplicação por PTA.
Possibilidade de recuperação dimensional
O PTA não serve apenas para proteger componentes novos.
O processo também permite adicionar material às regiões que sofreram desgaste. Assim, a engenharia pode combinar recuperação dimensional e modificação das propriedades superficiais.
Quando necessário, uma etapa posterior de usinagem pode devolver ao componente suas dimensões finais.
Quais são os materiais e as vantagens do revestimento aplicado por PTA Quais materiais podem ser aplicados por PTA?
O Plasma de Arco Transferido (PTA) permite depositar diferentes ligas sobre componentes metálicos. A seleção depende das propriedades desejadas na superfície e das condições de operação, como desgaste, temperatura, corrosão, atrito e impacto. Entre as opções estão ligas à base de níquel, cobalto e ferro, além de materiais com carbonetos.
Ligas de níquel, incluindo algumas da família Inconel, podem ser consideradas em aplicações que combinam corrosão, temperatura e desgaste. Ligas de cobalto, como as famílias Stellite, são usadas quando se busca resistência ao desgaste e desempenho em temperaturas elevadas. Já as ligas de ferro podem oferecer diferentes combinações de dureza, resistência mecânica e resistência à abrasão ou à corrosão, conforme sua composição.
Ligas à base de cobre, como bronzes, também podem atender aplicações específicas, conforme os requisitos de desgaste, atrito e corrosão. Além disso, a composição do revestimento pode incluir carbonetos de tungstênio ou de cromo, entre outros. A presença de carbonetos, porém, não garante sozinha um desempenho superior: o tipo e a quantidade dessas partículas, a matriz metálica e as solicitações mecânicas precisam ser considerados em conjunto.
Essa variedade de materiais é uma das vantagens do PTA. O processo permite combinar a deposição de material com a união metalúrgica ao substrato e controlar parâmetros da aplicação. Assim, pode ser usado tanto para revestir superfícies quanto para recuperar regiões desgastadas e restaurar a geometria do componente. Em determinadas aplicações, também é possível obter baixo nível de diluição, mas o resultado depende da liga, do substrato e dos parâmetros utilizados.
Essas possibilidades não tornam o PTA adequado para qualquer peça. A engenharia precisa avaliar o material do componente, o mecanismo de desgaste, as condições de operação e a compatibilidade entre a liga e o substrato antes de definir a solução.
Quais são as limitações do Plasma de Arco Transferido?
Todo processo de revestimento possui limitações. Com o PTA não é diferente.
O processo exige controle dos parâmetros
A qualidade da camada depende do controle adequado da aplicação. Por isso, equipamentos, automação, conhecimento dos materiais e experiência técnica influenciam diretamente o resultado.
O processo introduz calor no componente e isso precisa ser considerado
O PTA utiliza energia térmica para promover a fusão e a união metalúrgica. Consequentemente, a engenharia precisa considerar a influência do calor sobre o material base durante a especificação.
A geometria pode limitar a aplicação
Superfícies internas, regiões de difícil acesso ou determinadas geometrias podem dificultar a deposição. Nesses casos, outra tecnologia pode apresentar características mais adequadas.
A recuperação pode exigir usinagem
Em uma recuperação dimensional, a deposição representa apenas uma das etapas.
Depois da aplicação, por exemplo, o componente pode exigir usinagem para atingir suas dimensões finais. Portanto, a avaliação precisa considerar toda a rota de recuperação.
O PTA não compensa uma especificação inadequada
A escolha correta do material continua sendo fundamental.
Uma camada pode apresentar desempenho abaixo do esperado mesmo quando o processo de aplicação ocorre corretamente. Isso acontece quando as propriedades selecionadas não correspondem ao mecanismo de desgaste presente na operação.
Qual é a diferença entre PTA e Aspersão Térmica? PTA ou Aspersão Térmica: qual processo escolher?
Essa comparação é importante porque os dois processos modificam superfícies, mas apresentam características diferentes.
No PTA, o material de adição e uma região controlada do substrato são fundidos, formando uma ligação metalúrgica.
A Aspersão Térmica reúne processos nos quais o material é aquecido e projetado sobre uma superfície preparada, formando o revestimento por outro mecanismo de deposição.
Por isso, as tecnologias possuem características diferentes de interface, aporte térmico, espessura e aplicação. Portanto, não é adequado considerar uma tecnologia universalmente superior à outra. A escolha deve começar pela aplicação.
Qual mecanismo está causando a perda de material? Quais propriedades a nova superfície precisa apresentar?
A resposta a essas perguntas ajuda a definir o material e o processo mais adequados.
Quer entender quando utilizar revestimento por PTA?
Dentro da Mineração, siderurgia, óleo e gás, energia, papel e celulose e outros segmentos possuem componentes que trabalham sob condições severas.
Entretanto, saber que o PTA pode ser utilizado em determinado setor não é suficiente para definir uma solução.
A decisão depende do mecanismo de desgaste, da geometria, do material do componente e das condições de operação.
Por isso, o próximo passo é entender onde o revestimento por PTA pode ser aplicado e quais critérios devem orientar essa escolha.
Conheça as aplicações, os materiais e os fatores que devem ser considerados antes da especificação.
