apostila eletrodo revestido_l&a

Processo eletrodo revestido

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APOSTILA L&A SOLDAGEM

PROCESSO DE SOLDAGEM POR

ELETRODO REVESTIDO


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APOSTILA L&A SOLDAGEM

PROCESSO DE SOLDAGEM POR

ELETRODO REVESTIDO

SALVADOR 2012


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Copyright 2012 por L&A SOLDAGEM. Todos os direitos reservados

Área Tecnológica L&A Soldagem

Elaboração: Victor Áquila

Revisão Técnica: Leandro Henrique Costa Soares / Otavio de Oliveira Pires

Junior

Catalogação na fonte __________________________________________________ Escola de Soldagem L&A – Centro de Formação de Soldadores.

Soldagem por eletrodo revestido. Salvador, 2012. 45p.

I. Soldagem.

________________________________________________________

ESCOLA DE SOLDAGEM L&A

TV. Luiz Viana Filho, Nº 900 Itapuã

Salvador – Bahia – Brasil

CEP 41630-355

Tel.: (71) 3375-1780

Email: [email protected]

Site: www.lasoldagem.com.br

mailto:[email protected]

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4

APRESENTAÇÃO

Com o objetivo de apoiar e proporcionar a melhoria contínua do padrão

de qualidade e produtividade da indústria, a L&A Soldagem disponibiliza cursos

de formação de soldadores dos processos MIG/MAG, arame tubular, TIG e

eletrodo revestido. Estes cursos abordam conteúdos teóricos e práticos que

são direcionados para indústrias nos diversos segmentos, através de formação

de profissionais aptos e qualificados, além de propiciar conhecimentos

vivenciados na indústria, a L&A soldagem entra com o papel de melhor garantir

a entrada de soldadores no mercado de trabalho.

Este material didático foi preparado para funcionar como instrumento de

consulta e estudo. Possui informações que são aplicáveis de forma prática no

dia a dia do estudante, e apresenta uma linguagem simples e de fácil

aprendizagem. Este módulo entra com o papel de facilitar a assimilação do

profissional de acordo com que é visto no campo prático.


5

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO A SOLDAGEM.................................................7

1.1 Histórico da soldagem ........................................................7

1.2 O processo de soldagem.....................................................................7

1.3 Método de União de Metais.................................................................8

1.4 Soldagem a Arco Elétrico.....................................................................9

1.4.1 Corrente na soldagem..................................................................10

1.4.2 Tensão na soldagem....................................................................11

1.4.3 Corrente contínua.........................................................................11

1.4.4 Corrente Alternada.......................................................................12

1.4.5 Polaridade.....................................................................................12

1.5 Mecanismos de soldagem..................................................................12

2 DESCONTINUIDADES...........................................................................14

2.1 Descontinuidades comuns.................................................................14

2.2 Falta de penetração.............................................................................14

2.3 Falta de Fusão......................................................................................15

2.4 Mordedura............................................................................................15

2.5 Porosidade...........................................................................................16

2.6 Trincas longitudinais...........................................................................17

3 TERMINOLOGIA DA SOLDAGEM........................................................19

3.1 Terminologia Geral..............................................................................19

3.2 Terminologia de soldagem.................................................................20

4 SEGURANÇA NA SOLDAGEM.............................................................22

4.1 Práticas de segurança na soldagem..................................................22

4.2 Equipamentos de proteção individual...............................................22

4.2.1 Roupas de proteção.....................................................................22

4.2.2 Radiação de arco elétrico.............................................................24

4.3 Inspeção e manutenção do equipamento e do trabalho..................26

4.3.1 Para o soldador............................................................................26

4.3.2 Para o trabalho em geral..............................................................26

5 EQUIPAMENTOS...................................................................................27

5.1 Equipamentos básicos...............................................................27


6

5.2 Fonte de energia.........................................................................28

5.2.1 Tipos de fonte de soldagem.........................................................28

5.2.2 Seleção de fontes de energia.......................................................29

5.3 Porta eletrodo........................................................................................30

5.4 Cabos flexíveis.......................................................................................30

5.5 Acessórios.............................................................................................31

6 SOLDAGEM ELETRODO REVESTIDO.................................................33

6.1 Introdução..............................................................................................33

6.2 Aplicações do processo.......................................................................33

6.3 Revestimentos.......................................................................................34

6.4 Classificação dos eletrodos revestidos..............................................38

6.5 Armazenamento e manuseio de eletrodos.........................................39

7 POSIÇÕES DE SOLDAGEM.......................................................................40

7.1 Junta de topo.........................................................................................40

7.2 Juntas de filete......................................................................................41

7.3 Soldas em tubulações..........................................................................42

7.4 Soldas em chapas com juntas de ângulo...........................................43

7.5 Soldas em chapas com chanfro..........................................................43

7.6 Soldas em tubos com chanfro.............................................................44

8 REFERÊNCIAS.......................................................................................45


7

Introdução a Soldagem

1

1.1 Histórico da soldagem

A soldagem por eletrodo revestido teve origem na soldagem com

eletrodo de carvão. Em 1885 Nicolai N. Bernardos desenvolve a soldagem por

eletrodo de carvão, estabelecendo os princípios da soldagem por arco elétrico.

Em 1905, tivemos os primeiros "eletrodos com revestimento"

desenvolvidos por Oscar Kjeellberg, durante a queima do revestimento, estes

liberam gases que evitam a contaminação da solda.

Até então os processos mais utilizados para união de metais, eram

"soldagem por resistência, oxicombustivel e rebites aquecidos", mas já nos

meados de 1920, o eletrodo revestido começou a ser utilizado em larga escala

pela industria naval inglesa, impulsionada pela Primeira Guerra Mundial.

Atualmente o processo eletrodo é bastante utilizado pela sua grande

versatilidade, ao baixo custo de operação, à simplicidade dos equipamentos

necessários e à possibilidade de uso em locais de difícil acesso ou sujeitos a

ventos.

1.2 O processo de soldagem

Existem diversas maneiras de unir materiais, tendo uma mesma união

diversos processos envolvidos. O melhor método aplicado será definido pela

sua garantia de uma boa produção, qualidade e menor custo empregado.

Agregando tais valores, a soldagem entra como principal processo no que diz

respeito à fabricação, montagem e manutenção no ramo industrial.

Soldagem consiste basicamente na junção de uma ou mais peças, que

tende a garantir a continuidade das propriedades físicas e químicas de

materiais metálicos. Este processo pode ou não ser realizado com material de

adição (utilização de um eletrodo ou vareta), ou até mesmo sem presença de

uma fase líquida. Esse material de adição é definido pelo acréscimo de material


8

depositado em uma determinada peça ou preenchimento de uma determinada

cavidade.

Existem diversas variações da aplicação da soldagem podendo servir

como junção de duas peças de reparo, superfícies desgastadas, ou até mesmo

como revestimento para proteção.

1.3 Método de União de Metais

Os processos de soldagem podem ser classificados de acordo como é

realizado a união dos materiais. A seguir são mostradas tais classificações:

Soldagem por Fusão: A soldagem é realizada pela junção de duas ou mais

superficies, com ou sem metal de adiação. A figura 1 abaixo mostra um

processo a arco eletrico com metal de adição.

Soldagem por Resistência: As bordas das peças são unidas por fundição,

geralmente por pressão, sem metal de adição.

Soldagem por Pressão: As bordas são unidas pela força aplicada nas

superfícies.


9

Brasagem: O material de adição é aquecido e depositado no metal de base,

ocorrendo apenas à fusão do metal de adição.

1.4 Soldagem a Arco Elétrico

O arco elétrico é uma descarga elétrica em um meio gasoso

parcialmente ionizado, que geram uma fonte de calor capaz de fundir metais.

Na soldagem por eletrodo revestido o arco elétrico se localiza entre a ponta do

eletrodo e o metal de base. Em geral, o eletrodo é fundido pelo arco e fornece

metal de adição para a solda (soldagem com eletrodos consumíveis), existindo

processos em que o eletrodo (em geral, de tungstênio ou grafite) não se funde

de forma que seja principal para o processo (soldagem com eletrodos não

consumíveis).

Nos processos de soldagem à arco, a quantidade de calor fornecida à

junta influencia nas dimensões e o formato do cordão de solda, dependendo da

corrente e tensão elétricas fornecidas ao arco. Estes influem também na

grande maioria dos processos na velocidade de soldagem, isto é, a velocidade

com que o arco é deslocado ao longo da junta.

A corrente na soldagem é uma das variáveis de fundamental importância

que determina à penetração do cordão de solda e a velocidade de fusão do

eletrodo, consequentemente a taxa de deposição. A tensão na soldagem, em

geral, controla o comprimento do arco, ou seja, a distância entre a ponta do

eletrodo e o metal base ou entre os eletrodos que mantêm o arco e a largura

do cordão de solda.

Quanto maior for a velocidade de soldagem, menor será a quantidade

de energia recebida por unidade de comprimento da junta e, em geral, menores

serão as dimensões do cordão. Finalmente, deve se deixar claro que, para se

garantir uma estabilidade e controle adequados do processo e se obter um

cordão de solda com um formato adequado, não se pode selecionar valores de

corrente, tensão e velocidade de soldagem de forma aleatória.

No que diz respeito ao arco elétrico, a soldagem apresenta uma série de

particularidades, iniciando pelo fato de que, por razões de segurança, a maioria

da tensão de trabalho comum utilizadas nos processos mais usuais é de até


10

100 V, enquanto que para iniciar uma descarga elétrica no ar são necessários

cerca de 5000 V.

É importante estudar o comportamento do arco elétrico na soldagem,

porque é através dele é que o processo de soldagem ocorre. Uma soldagem

com boa qualidade é dada através do perfeito entendimento e controle do arco

elétrico. O calor fornecido pelo arco gera a poça de fusão, e consequentemente

através de reações químicas, a homogeneização das partículas dos materiais a

serem soldadas. As forças geradas no arco são responsáveis pela

transferência do metal de adição do eletrodo até a peça. Em grande parte, o

projeto da fonte de soldagem é determinado pela necessidade de estabilizar o

arco elétrico.

1.4.1 Corrente na soldagem

Considerando todas as variáveis do processo constantes, aumentando

apenas a corrente, ou seja, obtêm-se uma maior penetração do cordão de

solda, com maiores profundidades. De acordo com a tabela abaixo se observa

as variações do cordão de solda e de suas propriedades de acordo com a

variação da corrente.

Tabela 1 – Variáveis e perfil do cordão.

Velocidade de

Alimentação Baixa Média Alta

Corrente Baixa Média Alta

Taxa Deposição Pequena Média Grande

Penetração Baixa Média Alta

Perfil do Cordão


11

1.4.2 Tensão na soldagem

Em relação à tensão temos diferentes características, mas com a sua

variação podemos adquirir propriedades significativas no arco como o principal

dele que é o aumento do aporte térmico. Além disso, pode-se causar um

alargamento e achatamento do cordão, crescimento da largura da poça de

fusão. Entretanto essa variação muito alta pode causar problemas como

aumento da ZTA (Zona Termicamente Afetada), porosidade, respingos e

mordeduras. Outro fator, com a diminuição da tensão, seria aumentar a altura

do cordão e seu estreitamento. A tabela abaixo mostra as diferenças no cordão

quando se varia a tensão.

Tabela 2 – Perfil do cordão de solda com as variações da tensão e do arco

Tensão Alta Média Baixa

Arco Longo Médio Curto

Perfil do Cordão

1.4.3 Corrente contínua (CC)

Corrente continua pode ser definida como a que se obtém a partir do

estabelecimento de uma diferença de potencial entre dois terminais (pólos)

cujas polaridades são invariáveis no tempo. A corrente que sai das fontes de

soldagem apesar de sofrerem uma pequena variação, afins didáticos é

considerada corrente contínua constante.

Quando a intensidade de uma corrente contínua varia periodicamente no

tempo é denominada de corrente continua pulsada. Este tipo de corrente pode

ser utilizado na soldagem TIG e MIG/MAG quando se deseja obter efeitos

diferenciados.


12

1.4.4 Corrente Alternada (CA)

Corrente alternada pode ser definida como a que se obtém a partir do

estabelecimento de uma diferença de potencial elétrico entre dois terminais,

cuja polaridade é alternadamente positiva e negativa.

1.4.5 Polaridade

Propriedade que determina o sentido da passagem de corrente elétrica

por um trecho de um circuito elétrico, ou seja, o potencial de um extremo a

outro. A polaridade na soldagem pode ser classificada como direta e inversa.

Independente da polaridade (direta ou inversa) a corrente elétrica

sempre é passada do pólo negativo para o positivo.

Na polaridade direta é considerado como referência sempre o eletrodo

(pólo negativo) e a peça como pólo positivo.

Na polaridade inversa é considerado como referência sempre o eletrodo

(pólo positivo) e a peça pólo negativo.

1.5 Mecanismos de soldagem

Dos mecanismos usados nos processos de soldagem, existem 4 tipos

que estão classificados abaixo:

Soldagem Manual: è considera soldagem manual quando o soldador

realiza 4 operações:

- Manuseia a tocha/eletrodo no cordão de solda (descendente);

- Manuseia a tocha/eletrodo na linha da soldagem

(deslocamento);

- Análise do cordão de solda;

- Análise de qualidade e acabamento.

Soldagem semi-automática: Soldador realiza as operações:

- Manuseia a tocha/eletrodo na linha da soldagem

(deslocamento);


13

- Análise do cordão de solda;

- Análise de qualidade e acabamento.

Soldagem Mecanizada: Operador realiza:

- Análise de qualidade e acabamento;

- Avaliação e procura da linha a ser soldada.

Soldagem Automática: Quando o soldador não realiza nenhuma

função ou:

- Análise do cordão, acabamento e qualidade.


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Descontinuidades

2

2.1 Descontinuidades comuns

O processo de soldagem por eletrodo revestido, o emprego correto de

suas variáveis tais como a tensão e corrente de soldagem, a utilização correta

dos eletrodos não menos importante, a técnica de manipulação (que envolve a

experiência do soldador e/ou a automatização do processo) favorecem a uma

boa qualidade na soldagem. Porém, defeitos de solda podem ocorrer por

práticas inadequadas na soldagem.

Geralmente os defeitos encontrados são porosidade, trincas, falta de

fusão, mordedura.

2.2 Falta de penetração

Falta de penetração é a ausência de profundidade da solda na peça.

Geralmente ocorre devido a uma baixa corrente de soldagem, podendo ser

corrigida simplesmente aumento dessa corrente. Outras causas podem ser

angulação incorreta da tocha e baixa velocidade de soldagem. A figura abaixo

mostra exemplos de falta de fusão.

Figura 2 - Exemplos de falta de penetração


15

2.3 Falta de Fusão

Falta de fusão é a ausência de fusão entre o metal de solda e peça a ser

soldada. A causa mais comum para este defeito é uma baixa velocidade de

soldagem, conseqüência de uma técnica de soldagem deficiente. Outro

inconveniente é o uso de uma junta de solda muito larga, o metal de solda

fundirá sem fundir as paredes da peça. Mesmo sendo possível soldar sobre

óxido de ferro (ferrugem), o excesso do mesmo pode causa falta de fusão na

soldagem. A figura abaixo mostra um exemplo de falta de fusão em uma junta

de topo.

Figura 3 - Exemplo de falta de fusão

2.4 Mordedura

Mordedura é um baixo relevo das bordas do cordão de solda (entalhe do

metal de base ao longo das bordas do cordão). É muito comum em juntas

sobrepostas, ocorrendo, porém em juntas de topo e em ângulo. Esse defeito é

causado principalmente por: alta velocidade da soldagem (a solidificação será

extremamente alta e as forças de tensão superficial arrastarão o metal fundido

para o centro do cordão), tensão do arco em níveis excessivos (que

influenciará no comprimento do arco, que deve ser mantido curto para evitar

mordeduras, aumentar a penetração e, consequentemente, garantir a


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integridade da solda) e correntes de soldagem excessivas. A figura abaixo

mostra exemplos de mordeduras em juntas de topo e sobrepostas.

Figura 4 - Exemplos de mordedura

2.5 Porosidade

Porosidade é o aprisionamento de gases dentro do cordão após a

solidificação. A porosidade pode estar espalhada aleatoriamente pelo cordão

ou concentrada no centro do mesmo. Acontece devido à contaminação por ar

atmosférico (contaminação proveniente do excesso ou escassez de gás de

proteção, ou correntes de ar excessivas, que arrastarão o gás da região da

poça), excesso de oxidação na peça utilizada (fonte de oxigênio e umidade),

presença de sujeira. Outros inconvenientes são taxa de solidificação muito alta,

velocidade de soldagem alta e valores de corrente muito baixos. A figura

abaixo mostra exemplos de porosidade em soldas de ângulo e topo.

Figura 5 - Exemplos de porosidade


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2.6 Trincas longitudinais

Trincas longitudinais são fissuras que ocorrem em sentido longitudinal

da peça, no sentido do cordão, e podem ocorrer a quente ou a frio. Trincas a

quente, que ocorrem em temperaturas elevadas onde o cordão de solda ainda

está se solidificando totalmente, são resultantes da escolha de arames de

solda incorretos e/ou circunstância que deixem o cordão de solda com

superfície excessivamente côncava, e trincas a frio, onde o cordão já se

encontra totalmente solidificado, ocorrem quando a seção transversal é muito

pequena para suportar as tensões atuantes ou devido à presença de

hidrogênio fusível. A figura abaixo mostra exemplos de trinca longitudinais.

Figura 6 – exemplos de trincas longitudinais


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A figura abaixo mostra a descrição das descontinuidades mais comuns.

Figura 7 – Descontinuidades mais comuns nos processos de soldagem


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Terminologia da Soldagem

3

3.1 Terminologia Geral

A terminologia da soldagem são palavras ou expressões técnicas que

são usadas para melhor caracterizar e propiciar um melhor entendimento na

soldagem.

Esta terminologia é empregada nacionalmente, e é determinada pela

norma AWS A 3.0, conforme a tabela 3 abaixo.

Tabela 3 – Designação abreviada dos processos de soldagem

Designação AWS

Processos de

Soldagem

EGW- electrogas welding soldagem eletro-gás

ESW - electroslag welding soldagem por eletro-

escória

FCAW – flux cored arc

welding

soldagem com arame

tubular

GMAW - gas metal arc

welding

soldagem MIG / MAG

GTAW - gas tungsten arc

welding

soldagem TIG

OAW - oxyacetylene

welding

soldagem oxi-

acetilênica

OFW - oxyfuel gas welding soldagem a gás

PAW - plasma arc welding soldagem a plasma

RW - resistance welding soldagem por

resistência elétrica

SAW - submerged arc

welding

soldagem a arco

submerso

SMAW - shielded metal are

welding

soldagem com eletrodo

revestido

Sw - stud welding solda de pino


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3.2 Terminologia de soldagem

Abertura da raiz - mínima distância que separa as superfícies a serem unidas

por soldagem ou processos afins. (ver figura 8 (a) e (b)).

Ângulo do bisel - ângulo formado entre a borda chanfrada da superfície e um

plano perpendicular à superfície (mais ou menos a metade do ângulo do

chanfro). (ver figura 8 (a) e (b)).

Ângulo do chanfro - ângulo integral entre as bordas chanfradas das

superfícies. (ver figura 8 (a) e (b)).

Bisel - borda da superfície a ser soldada preparada na forma de ângulo (ver fig. 8 (a) e

(b)).

Figura 8 - (a) Junta preparada de topo, (b) junta preparada de ângulo (AWS,2003).


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Cobre-junta - material (metal de base, solda, material granulado, cobre ou

carvão), colocado na raiz da junta a ser soldada, com a finalidade de suportar o

metal fundido durante a execução da soldagem.

Goivagem - operação de fabricação de um bisel ou chanfro pela remoção de

material.

Martelamento - trabalho mecânico, aplicado à zona fundida da solda por meio

de impactos, destinado a controlar deformações da junta soldada.

Junta dissimilar - junta soldada, cuja composição química do metal de base

dos componentes difere entre si significativamente.

Perna de solda - distância da raiz da junta à margem da solda em ângulo.

Passe de revenimento - passe ou camada depositado em condições que

permitam a modificação estrutural do passe ou camada anterior e de suas

zonas afetadas termicamente.

Solda autógena - solda de fusão sem participação de metal de adição.

Solda de aresta - solda executada numa junta de aresta.

Pós-aquecimento - aplicação de calor na junta soldada, imediatamente após a

deposição da solda, com a finalidade principal de remover hidrogênio difusível.

Pré-aquecimento - Aplicação de calor no metal de base imediatamente antes

da soldagem, brasagem ou corte.


22

Segurança na Soldagem

4

4.1 Práticas de segurança na soldagem

Assim como todo processo industrial, não diferentemente a soldagem,

se é necessário alguns cuidados com relação à segurança tanto do soldador

como do ambiente ao seu redor. Caso essas medidas não sejam impostas ou

sejam ignoradas, os soldadores podem ficar expostos a choques elétricos,

expostos a radiação, inalação excessiva de gases e até mesmo possíveis

explosões e acidentes fatais.

4.2 Equipamentos de proteção individual

4.2.1 Roupas de proteção

Dentre os processos de soldagem, mais comum a arco elétrico, estes

propiciam uma geração de calor muito intensa, geram uma quantidade de

luminosidade elevada, e freqüentemente respingos de metal líquido. Para

melhor garantir tais cuidados é de extrema importância utilização de

equipamentos que protejam o corpo, cabeça e principalmente os olhos, sem

que o soldador seja limitado em movimentos e manuseios operacionais.

Devido à sua maior durabilidade e resistência ao fogo, roupas de couro

são mais apropriadas para serem usadas. Tecidos sintéticos ou algodão não

devem ser usados a não ser que tenham sido devidamente tratadas para

resistirem ao fogo. Se possível, mantenha as roupas limpas de graxa ou óleo,

pois essas substâncias podem pegar fogo e queimar incontrolavelmente na

presença de oxigênio.

Evite fazer dobra em suas luvas ou calças, pois faíscas ou metal quente

pode cair nestas dobras. Ainda, mantenham as pernas das calças sobrepondo

suas botas (não dentro das botas) para evitar que as partículas quentes caiam

dentro das botas. Sugere-se o uso de botas de couro, com pescoço longo e

biqueira de aço.


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Outras roupas de proteção que podem ser utilizadas são: avental,

perneira, ombreira, toucas. Além de melhor garantir proteção física, tais roupas

protegem contra choque elétrico.

Medidas que podem prevenir acidentes com choque elétrico é diminuir

ao máximo a umidade. Sempre que o soldador estiver transpirando muito,

tomar cuidado com o contato em partes que sejam sucessíveis a passagem de

corrente elétrica. As fotos abaixo mostram alguns dos equipamentos de

segurança que devem ser utilizados pelo soldador ao se realizar serviços

relacionados a soldagem.

Figura 9 – EPI’s para o corpo


24

Figura 10 – Luva e máscara facial

4.2.2 Radiação de arco elétrico

É essencial que seus olhos estejam protegidos da radiação do arco.

Uma pequena exposição aos raios ultra violeta (UV) pode causar sérios danos

a visão. Algo conhecido e mais comum de acontecer na maioria dos soldadores

é o fenômeno chamado “flash do soldador”. Embora essa condição seja sentida

várias horas após a exposição, estas causam um grande desconforto, e pode

resultar em inchaço dos olhos, secreção de fluidos e cegueira temporária.

Normalmente, o flash do soldador é temporário, mas a repetição ou

exposição prolongada pode levar a uma lesão permanente dos olhos. Outra

recomendação importante é a não utilização de lentes de contato em pessoas

que estejam em contato com a radiação do arco elétrico. Este pode causar a

colagem da lente, agregando sérios riscos à visão.

Capacetes e mascaras de proteção previnem danos causados pela

radiação do arco. O filtro encaixa-se numa janela na parte frontal da mascara e

pode ser removido e recolocado facilmente. As mascaras são feitas de fibra de

vidro, para também proteger sua cabeça, face, ouvido e pescoço de choques

elétricos, calor, faíscas, e chamas. Abaixo segue a tabela que mostra o filtro

mais indicado para cada tipo de processo com suas respectivas características.


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Tabela 4 – Tipos de filtros utilizados na soldagem


26

4.3 Inspeção e manutenção do equipamento e do trabalho

È importante antes de começar qualquer processo de soldagem, utilizar

entre 5 á 10 minutos verificando os equipamentos, aparelhos e acessórios que

serão utilizados para melhor garantir uma soldagem com maior qualidade.

4.3.1 Para o soldador

verificar se todas as conexões estão bem apertadas, incluindo o cabo

terra do equipamento;

verificar se o porta eletrodo e os cabos de soldagem encontram se em

boas condições;

verificar se os ajustes estão corretos para o trabalho que você está para

começar.

4.3.2 Para o trabalho em geral

verificar as condições da área de trabalho: deve-se seguir as

precauções de segurança normais ou deve-se usar equipamentos e

proteções especiais;

verificar se os cabos de soldagem são de bitola adequada para o seu

trabalho;

verificar se os cabos estão distribuídos a evitar superaquecimento. Não

se deve deixar os cabos enrolados durante a soldagem para evitar o

efeito bobina;

verificar se os cilindro de gases estão distribuídos adequadamente;

verificar se os cilindros estão em segurança;

verificar se a peça de trabalho está estável e fácil de alcançar de onde

você está posicionado;

verificar se cabo terra está conectado seguramente;

verificar se o isolamento entre seu corpo e a peça de trabalho é

suficiente;

verificar se há ventilação suficiente na sua área de trabalho.


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Equipamentos

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5.1 Equipamentos básicos

Os equipamentos utilizados na soldagem por eletrodo revestido são bem

simples, e de fácil manuseio e execução, estes são:

Fonte de energia.

Alicate para a fixação dos eletrodos.

Cabos de interligação.

Pinça para ligação a peça.

Equipamento para limpeza da solda.

A figura 11 mostra os equipamentos e acessórios básicos utilizados na soldagem por

eletrodo revestido.

Figura 11 – Equipamentos e acessórios da solda por eletrodo revestido


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5.2 Fonte de energia

Ponto de alimentação da energia elétrica e uma diferença de potencial

(DDP) ao processo, seguindo os seguintes requisitos abaixo:

a) Produzir saídas de corrente e tensão em níveis e com características

adequadas para o processo de soldagem (baixa tensão e alta corrente);

b) Permitir a regularem adequada dos valores de corrente e/ou tensão

para as aplicações a que se destinam;

c) Controlar a variação da intensidade e forma dos sinais de corrente

e/ou tensão, de acordo com os requerimentos do processo de soldagem e

aplicação.

Entre as fontes de soldagem aplicadas no processo com eletrodo

revestido, o transformador para corrente alternada é geralmente o mais

empregado devido ao baixo custo e fácil manutenção. A soldagem pelo

processo de eletrodo revestido pode ser realizada em corrente contínua ou

alternada, a depender do revestimento utilizado no processo. Na corrente

contínua, podem ser utilizadas: unidades geradoras ou transformador-

retificador. As fontes geradoras são utilizadas em locais onde não há

disponibilização de energia suficiente, em caso contrário, os retificadores

tendem a ser preferidos em virtude de sua operação silenciosa, baixo custo de

operação e reduzida manutenção devido ao número mínimo de partes móveis.

5.2.1 Tipos de fonte de soldagem

As fontes de soldagem utilizadas nos processos variam a depender da

necessidade de cada empresa, serviço a ser realizado, processo utilizado ou

até mesmo a disponibilidade de uso do equipamento. As mais comuns

utilizadas no mercado são as do tipo: transformador, tranformador - retificador,

geradores e inversoras.

O transformador é um dispositivo que transfere energia elétrica de um

circuito de corrente alternada para outro através de um campo magnético sem

modificar a freqüência.


29

O transformador-retificador transforma a corrente alternada da rede em

corrente contínua disponível para a soldagem, mas também pode trabalhar

com corrente alternada, caso tenha um sistema para desligar a parte do

retificador. O transformador, que pode ser monofásico e trifásico, responsável

pela diminuição da tensão da rede para tensão de soldagem e aumento da

intensidade de corrente da rede para intensidade de corrente de soldagem, já o

retificador, transforma a corrente alternada monofásica ou trifásica em corrente

continua.

O gerador de soldagem é um dos tipos mais antigos de fonte de energia

para soldagem a arco, que gera corrente contínua ou alternada. É usada mais

extensivamente para trabalhos em canteiros, particularmente onde um

suprimento elétrico adequado não é disponível.

5.2.2 Seleção de fontes de energia

A escolha correta de uma fonte de soldagem depende diretamente do

tipo de serviço que se deseja realizar, e é um dos fatores que influenciam

bastante na qualidade da soldagem. O emprego de uma fonte CA, CC ou

CC/CA pelo processo Eletrodo Revertido depende do tipo de soldagem a ser

realizada e dos eletrodos utilizados. Antes de se escolher a fonte ideal para o

processo, deve antecipadamente verificar alguns itens:

Seleção do eletrodo – A corrente CC (Corrente Contínua) emprega

uma faixa maior de eletrodos em comparação a CA (Corrente Alternada).

Espessura do metal de base – Chapas finas são mais facilmente de

serem soldadas com corrente CC, por usar correntes baixas e de se manter o

arco.

Distância à peça – Caso a distância da peça a fonte for grande, é

recomendado que se utilize CA devido à menor queda de tensão.

Posição de soldagem – Na CC usam-se correntes baixas, é mais

adequada para a soldagem nas posições sobre-cabeça e vertical que a

soldagem com CA. Esse tipo de corrente pode ser empregado para a soldagem

fora de posição, se forem selecionados eletrodos adequados.


30

5.3 Porta eletrodo

O porta eletrodo serve para a fixação e energização do eletrodo.. As

garras devem estar sempre em bom estado de conservação, para previnir seu

superaquecimento e fixado adequadamente. Para ser utilizado em valores de

corrente mais elevada, um porta-eletrodo deve ser mais robusto, o que fará

com que seu peso aumente. Como o peso é um fator determinante na fadiga

do Soldador, deve-se sempre procurar especificar o menor porta-eletrodo

possível para a faixa de corrente na qual se pretende trabalhar.

Figura 12 – porta eletrodo para fixação do eletrodo revestido

5.4 Cabos Flexíveis

Existem dois tipos de cabos flexíveis, o que transfere energia elétrica da

fonte para o porta eletrodo (de soldagem) e o que transfere energia elétrica da

peça para fonte (retorno). Tais cabos devem ser bastante flexíveis, devido a

necessidade de mobilidade em locais de difícil acesso. Outra observação é a

necessidade de uma cobertura de material isolante, para que se evite

acidentes por choque elétrico.

A bitola dos cabos devem estar relacionados a corrente de soldagem, o

comprimento total dos cabos, ciclo de trabalho do equipamento e fadiga do

operador.


31

5.5 Acessórios

Além dos equipamentos básicos utilizados para realização da soldagem,

tais acessórios são de fundamental importância na soldagem por eletrodo

revestido;

Picador: utilizado para remoção de escória do cordão de solda.

Figura 13 – picador utilizado para retirada de escória do cordão

Esmerilhadeira: Máquina utilizada para desbastar ou cortar

determinada superfície.

Figura 14 – Esmerilhadeira para desbaste ou corte


32

Escova manual: Escova de aço utilizada para limpeza, principalmente entre

passes.

Figura 15 – Escova de aço usado na limpeza

Escova rotativa: Escova em forma de disco utilizada na esmerilhadeira

portátil.

Figura 16 – Disco rotativo para esmerilhadeira


33

Soldagem eletrodo revestido

6

6.1 Introdução

A soldagem por eletrodo revestido é uma soldagem a arco elétrico, onde

se tem como finalidade a união de materiais, devido ao calor provocado entre

eletrodo e peça, eletrodo este que é consumível no processo de soldagem.

Esse eletrodo é constituído por uma alma metálica que é revestida por uma

mistura de materiais, que durante a solidificação do material protegem o cordão

de solda formando uma cobertura chamada de escória. Este revestimento tem

um papel muito importante na poça de fusão e no arco elétrico, por esse motivo

é importante o conhecimento sobre os tipos de revestimento.

Figura 17 – Soldagem por eletrodo revestido

6.2 Aplicações do processo

O processo por eletrodo revestido é utilizado em larga escala no

segmento industrial, devido a sua alta versatilidade do processo em termos de

ligas soldáveis e faixa de espessura aplicáveis entre 1,5 mm a 30 mm e em


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qualquer posição de soldagem. Possui uma boa variabilidade de aços como

aço-carbono, aços de baixa, média e alta liga, aços inoxidáveis, ferros

fundidos, alumínio, cobre, níquel.

Em contrapartida este tipo a qualidade da soldagem depende muito da

qualidade e experiência do soldador. É necessário habilidade e concentração,

mesmo possuindo equipamentos e acessórios adequados, para que se

obtenha uma solda com qualidade.

6.3 Revestimentos

O revestimento pode ser constituído por misturas de compostos

orgânicos ou minerais, que tem finalidade específica na poça de fusão e no

arco elétrico, como por exemplo, na formação de escória com agentes

desoxidantes, na adição de componentes e ligas metálicas, na formação de

gases de proteção da poça de fusão, além de proporcionar a estabilidade do

arco elétrico. Os elementos que formam os gases da proteção da poça são

aqueles que formam gases como (CO, CO2 e H2), já os elementos

estabilizadores do revestimento são os que se dissociam no arco elétrico

formando gases de baixo potencial de ionização. O revestimento possui

também elementos que aumentam a taxa de deposição, além de ter um caráter

ativo na poça.

A formação da escória ocorre pela formação de um filme líquido que se

forma na parte superior do banho de solda, mas sem ter interação com o

banho, isso devida a elementos escorificantes, outro benefício dos elementos

encontrados no revestimento é o de agente fluxante que fornecem proteção

contra oxidação e retira o oxigênio encontrado no banho de solda. Os

elementos que constituem esse revestimento são:

actinolita – ajuda na formação de escória;

açúcar – promove a aglomeração;

alumina – ajuda na formação de escória;

argilas – ajuda na formação de escória, melhora na

extrudabilidade;


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asbestos – ajuda na formação de escória;

cal – agente fluxante;

calcita – aumenta a estabilidade do arco, ajuda na formação de

gases;

carbonato de cálcio – aumenta a estabilidade do arco, ajuda na

formação de gases;

carbonato de lítio, bário e zircônio – aumenta a estabilidade do

arco;

carboxi-metil-celulose – promove a aglomeração;

celulose – ajuda na geração de gases;

dextrina – melhora aglomeração;

dióxido de manganês – ajuda na formação de escória;

dolomita – ajuda na formação de gases;

feldspato- ajuda na formação de escória;

pó de ferro, ferro-ligas e outras ligas – ajusta a composição

química, desoxidação, formação de escória, aumento da taxa de

deposição;

fluorita – desoxidação, ajuda na formação de escória;

glicerina – melhora na extrudabilidade;

goma arábica – promove a aglomeração;

grafita – ajusta composição química;

ilmenita – ajuda na formação de escória;

mica – melhora na extrudabilidade;

mischmetal – eliminação de impurezas;

oxalato de potássio – aumenta a estabilidade do arco;

óxidos de ferro – ajuda na formação de escória;

sílica – ajuda na formação de escória, promove a aglomeração;

silicato de potássio – aumenta estabilidade do arco, ajuda na

formação de escória, promove a aglomeração;

silicato de sódio – ajuda na formação de escória;

talco – melhora na extrudabilidade;

titanato de potássio, rutilo, dióxido de titânio – aumenta a

estabilidade do arco, ajuda na formação de escória;


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wolastonita – ajuda na formação de escória;

zirconita – aumenta a estabilidade do arco. (MACHADO, 1996;

WAINER, 1992)

Existem quatro tipos principais de revestimento como: básico, rutílico,

celulósico e ácido.

Eletrodo Celulósico: o revestimento desse tipo de eletrodo possui mais

de 20% de material celulósico que se decompõem no arco formando

quantidades expressivas CO e CO2 e hidrogênio. Esses gases são

responsáveis pela proteção gasosa da poça.

A reação que resulta na liberação dos gases provoca um elevado jato de

plasma, conseqüentemente uma alta penetração que por sinal é uma das

grandes características desse eletrodo, ele também tem como característica a

baixa estabilidade do arco, provocando assim grande quantidade de respingo,

além do formato irregular das escamas do cordão de solda, mas possui

deposito satisfatório em relação a resistência mecânica. Esse tipo de eletrodo

pode ser utilizado para soldar fora de posição (sobre cabeça), incluindo

também na posição vertical descendente, pois sua escoria é fina e se solidifica

rapidamente. O revestimento tem um papel muito importante na soldagem, um

exemplo dessa importância no eletrodo revestido, é o caso do elevado nível de

hidrogênio dissolvido na poça, que conseqüentemente tenderá a sofrer trinca a

frio.

Eletrodo rutílico: Seu revestimento possui mais de 20% de óxido de

titânio, constituído pela adição de areia de rutilo ou ilmenita, que confere uma

alta estabilidade do arco, com tensões baixas comparado aos outros eletrodos,

contudo a quantidade de respingo é baixa e o cordão de solda é de aspecto

bom.

Na decomposição do eletrodo o revestimento reage formando o CO,

CO2, hidrogênio e talvez o nitrogênio. Sua escória por ser ácida, pode ter sua

viscosidade controlada de acordo a pequena quantidade de adição de

minerais. Alem do óxido de titânio, esse eletrodo também pode ter 15% de

material celulósico que o confere uma melhor proteção gasosa. Sua resistência


37

mecânica e a ductilidade são consideradas como boa, e taxa de deposição

pode melhorada com a adição de pó de ferro ao revestimento.

Eletrodos ácidos: O revestimento desse eletrodo é constituído por

óxido de ferro e de manganês e silicatos. Sua escória é abundante e tem

característica ácida, conseqüentemente esse caráter ácido resultará em uma

intensa reação com a poça e essa escória será facilmente destacável. Os

componentes como óxido de ferro e manganês possui tendência oxidante. Os

teores de carbono e manganês no depósito podem diminuir, dependendo do

balaço que constitui a composição do revestimento, conseqüentemente terá um

resultado na resistência mecânica e na ductilidade, mas esse não o único caso

que os elementos do revestimento influenciarão na propriedade mecânica final,

como é o caso de alguns revestimentos, que dependendo da sua composição

total pode acarretar no teor de inclusões de óxidos e outros materias não-

metálicos, sendo significativo na ductilidade e tenacidade do material.

Eletrodos básicos: A constituição desse eletrodo é baseada no

carbonato de cálcio, possui características de fornecer depósitos com baixos

teores de hidrogênio, quando é tomado cuidado em sua utilização e em seu

armazenamento, pos possui caráter higroscópico. Esse revestimento por

possuir baixos teores de hidrogênio e inclusões de qualquer outro tipo, se torna

utilizado em soldagem de responsabilidade e de materiais de difícil

soldabilidade.

A proteção gasosa desse revestimento é baseada em CO/CO2, sem

presença de hidrogênio. A escória por ter característica básica possibilita a

redução do banho e a retirado de materiais não-metálicos encontrados na

poça, com no caso dos sulfetos. As propriedades mecânicas e resistência à

trinca a frio e a quente são melhores que os demais revestimentos, tornando

assim o mais apropriado para soldagem de aços-ligas e ligas não-ferrosas.


38

6.4 Classificação dos eletrodos revestidos

Os eletrodos podem ser classificados de diversas maneiras, mas a classificação

mais utilizada para eletrodos de aço carbono e baixa liga é a da American Welding

Society (AWS), na seguinte forma, AWS E XX(X)YY, onde:

Figura 18 – Classificação de eletrodos revestido (AWS)

Abaixo mostra algumas especificações utilizadas para eletrodo revestido, de

acordo com a AWS.

Tabela 5 – Especificação AWS para eletrodos revestimento (AWS,2003)

Ref.AWS Eletrodos para:

A 5.1 Aço carbono

A 5.3 Alumínio e suas ligas

A 5.4 Aços inoxidáveis

A 5.5 Aços de baixa liga

A 5.6 Cobre e suas ligas

A 5.11 Níquel e suas ligas

A 5.13 Revestimento (alma

sólida)

A 5.15 Ferros fundidos

A 5.21 Revestimento (alma

tubular com carbetos

de tungstênio)


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6.5 Armazenamento e manuseio de eletrodos

O armazenamento dos eletrodos deve ser feito de uma maneira

cuidadosa. Eles basicamente devem seguir uma regra geral tentando prevenir

ao máximo o seu ressecamento e conseqüentemente sua inutilização. Para

evitar tal efeito o correto é que eles sejam armazenados em lugares onde não

haja umidade e temperaturas muito baixas.

Além disso, os eletrodos devem possuir uma técnica de empilhamento,

mesmo estando nas caixas, para melhor garantir a integridade do mesmo.

Recomenda-se seguir as instruções do fabricante, respeitando sempre o

numero de caixas empilhadas.

Em relação ao manuseio dos eletrodos, estando armazenados fora da

embalagem de origem do fabricante, é recomendado que passem por um

processo de secagem, aquecendo antes de ser retirados para uso, devido

alguns deles absorverem uma grande quantidade de umidade, podendo vir

danificar o eletrodo e consequentemente o processo em si. Evitar a dobra do

eletrodo, pois a parte danificada retira o revestimento podendo a vir gerar

instabilidade do arco.


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Posições de soldagem

7

7.1 Junta de topo

Plana: A soldagem é feita no lado superior da junta.

Figura 17 – Solda de topo na posição plana

Horizontal: O eixo da solda é aproximadamente é inclinada.

Figura 18 – Solda de topo na posição horizontal

Sobre-cabeça:

Figura 19 – solda de topo na posição sobre-cabeça


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Vertical: o eixo da solda é na posição vertical.

Figura 20 – Solda de topo sentido vertical

7.2 Juntas de filete

Figura 21 – junta de filete na posição vertical

Figura 22 – junta de filete na posição horizontal

Figura 23 – Solda de filete na posição vertical


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Figura 24 - Solda de filete na posição sobre-cabeça

7.3 Soldas em tubulações

Figura 25 – Solda em uma tubulação na posição plana

Figura 26 – Solda em uma tubulação na posição horizontal

Figura 27 – Solda em uma tubulação na posição circunferencial


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7.4 Soldas em chapas com juntas de ângulo

7.5 Soldas em chapas com chanfro


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7.6 Soldas em tubos com chanfro


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Referências

8

SCOTTI, Américo. Soldagem MIG/MAG melhor entendimento, melhor

desempenho. São Paulo, Artliber editora, 2008.

WAINER, Emílio; BRANDI, Sérgio Duarte; HOMEM DE MELLO, Fábio

Décourt. Soldagem: processos e metalurgia. São Paulo: Edgard Blücher,

2002. 494 p.

FIGUEIREDO, Kléber Mendes de.Tecnologia da Soldagem. Departamento de

mecânica e materiais. São Luis, 2005.

MACHADO, Ivan Guerra. Soldagem & técnicas conexas: processos. Porto

Alegre, 2007.

MODENESI, Paulo J. Introdução à metalurgia da soldagem. Departamento

de Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Belo Horizonte, maio de 2006

MODENESI, Paulo J. Introdução à Física do Arco Elétrico e sua Aplicação

na Soldagem dos Metais. Departamento de Engenharia Metalúrgica e de

Materiais. Belo Horizonte, fevereiro de 2007.

HOFFMANN, Luzzatto Soldagem técnicas, manutenção, treinamento e

dicas. Porto alegre, 1992.

apostila eletrodo revestido_l&a

Engineering