aula6 - soldagem por eletrodo revestido

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Matéria de soldagem e fundição

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Soldagem por eletrodo revestido

Soldagem por eletrodo revestidoProf. Hlio PadilhaIntroduoO processo de soldagem por arco eltrico com eletrodo revestido consiste, basicamente, na abertura e manuteno de um arco eltrico entre o eletrodo revestido e a pea a ser soldada.O eletrodo revestido consiste de uma vareta metlica, chamada alma, trefilada ou fundida, que conduz a corrente eltrica e fornece metal de adio para enchimento da junta. A alma recoberta por uma mistura de diferentes materiais, numa camada que forma o revestimento do eletrodo.

Caractersticas geraisA possibilidade de inmeras formulaes para o revestimento explica a principal caracterstica deste processo, que a sua grande versatilidade em termos de ligas soldveis, caractersticas operacionais e caractersticas mecnicas e metalrgicas do metal depositado. O custo relativamente baixo e a simplicidade do equipamento necessrio, comparado a outros processos, e a possibilidade de uso em locais de difcil acesso ou abertos, sujeitos ao de ventos, so outras caractersticas importantes.

RevestimentosAs principais funes do revestimento so:Estabilizar o arco eltrico;Ajustar a composio qumica do cordo, pela adio de elementos de liga e eliminao de impurezas;Proteger a poa de fuso e o metal de solda contra a contaminao pela atmosfera, atravs da gerao de gases e de uma camada de escria;Conferir caractersticas operacionais, mecnicas e metalrgicas ao eletrodo e solda.Influncia da atmosfera na poa de fusoA menos que se solde em uma cmara de vcuo, o que impensvel devido ao custo, todos os processos de soldagem por arco eltrico precisam de algum tipo de proteo para evitar contaminaes da atmosfera.Um eletrodo sem revestimento e sem nenhum outro tipo de proteo, aps sua fuso perde parte de seus elementos e deposita um metal nitretado e oxidado, cujo valor das propriedades mecnicas sero relativamente inferiores as das chapas de ao doce. Estes dois elementos qumicos (Nitrognio e Oxignio), so os principais para influenciar a deteriorao das propriedades.Oxignio provado que, durante a fuso de um eletrodo sem revestimento, a maior parte do Carbono e do Mangans contidos no ao do eletrodo, so queimados durante a operao de soldagem, o que naturalmente ir influenciar as propriedades mecnicas do metal depositado, j que as propriedades de um ao dependem basicamente, do seu teor de Carbono e Mangans.O Carbono transforma-se em monxido de Carbono (CO), e em dixido de Carbono (CO2), enquanto o Mangans, transforma-se em xido de Mangans (Mn3O4).O Silcio, extremamente vido pelo Oxignio, queima-se igualmente, dando origem a uma escria de slica (SiO2). Numerosos ensaios permitem concluir que a fuso de um eletrodo sem revestimento e sem a adio de nenhum outro tipo de proteo, provoca uma forte oxidao do Carbono, Mangans e SilcioNitrognioEmbora nas operaes normais o N2 no tenha grande afinidade com o Fe, nas altas temperaturas do arco eltrico h a possibilidade de formao de nitrato de ferro. Mesmo que, a quantidade deste nitrato formado seja normalmente muito pequena, ele tem graves consequncias porque tornar a solda frgil, diminuindo a resilincia do metal depositado.O N2 combinado, difcil de identificar principalmente porque no aparece sobre a forma de nitrato, e sim sob a falsa aparncia de perlita no identificvel ao microscpio. Diversos trabalhos mostram que a presena destes nitratos aumenta substancialmente a dureza, aumenta em menor quantidade a resistncia trao, mas diminui rapidamente o alongamento a ruptura e a estrico, a resistncia fadiga e a resilincia. Em suma, quando o teor de N2 ultrapassa o valor de 0,03% h uma diminuio nos valores das propriedades mecnicas.EquipamentosPara alm dos eletrodos revestidos e das fontes de energia, so essenciais para o funcionamento do processo a presena dos cabos para transporte da energia e do porta eletrodos. conveniente lembrar que as recomendaes de segurana na utilizao destes componentes.

Porta-eletrodoOs porta-eletrodos servem para a fixao e energizao do eletrodo. fundamental a correta fixao e boa isolao dos cabos para que os riscos de choque sejam minimizados. As garras devem estar sempre em bom estado de conservao, o que ajudar a evitar os problemas de superaquecimento e m fixao do eletrodo, podendo vir a soltar-se durante a soldagem.Um porta-eletrodo dimensionado para trabalhar em uma determinada faixa de dimetros. Esta limitao vem no s da abertura mxima nas garras para encaixar o eletrodo, como tambm, e principalmente, pela corrente mxima que pode conduzir.

Cabos flexveisOs cabos transportam a corrente eltrica da fonte de energia ao porta-eletrodo (cabo de soldagem), e da pea de trabalho para a fonte de energia (cabo de retorno) para possibilitar a soldagem.Os cabos podem ser de Cobre ou de Alumnio, devem apresentar grande flexibilidade de modo a facilitar o trabalho em locais de difcil acesso. necessrio que os cabos sejam cobertos por uma camada de material isolante, que deve resistir entre outras coisas abraso, sujeira e um ligeiro aquecimento que ser normal devido a resistncia passagem da corrente eltrica.

Corrente de soldagemA corrente de soldagem o principal parmetro que controla o volume da poa de fuso e a penetrao da solda no metal de base, que tendem a aumentar com o aumento da corrente, assim como a largura do cordo. Correntes muito elevadas produzem poas de fuso de grandes dimenses e difcil controle, alm de poderem causar a degradao do revestimento, respingos excessivos, perda de resistncia mecnica e tenacidade da solda.

Corrente de soldagemO tipo de corrente e sua polaridade afetam a forma e as dimenses da poa de fuso, a estabilidade do arco e a transferncia do metal de adio.De um modo geral, a polaridade inversa (CC+) produz maior penetrao e a polaridade direta (CC-) produz maior taxa de fuso do eletrodo.Com CA, estes valores so intermedirios, e a ocorrncia de sopro magntico minimizada. Vale lembrar que a escolha do tipo de corrente no totalmente livre e depende do tipo e do dimetro do eletrodo a ser usado na operao.

Tenso de soldagemA tenso do arco varia entre cerca de 18 e 36V dependendo do tipo de eletrodo, das caractersticas de seu revestimento, do valor da corrente e do comprimento do arco.Maiores valores de dimetro, corrente e do comprimento do arco implicam em um aumento da tenso.

Comprimento do arcoNa soldagem manual, o controle do comprimento do arco feito pelo soldador, refletindo, assim, a habilidade, conhecimento e experincia deste. A manuteno de um comprimento do arco adequado fundamental para a obteno de uma solda aceitvel. Um comprimento muito curto causa um arco intermitente, com interrupes frequentes, podendo ser extinto, congelando o eletrodo na poa de fuso. Por outro lado, um comprimento muito longo causa um arco sem direo e concentrao, um grande nmero de respingos e proteo deficiente. O comprimento do arco correto em uma aplicao depende do dimetro do eletrodo, do tipo de revestimento, da corrente e da posio de soldagem. Como regra geral, pode-se considerar o comprimento ideal do arco varie entre 0,5 e 1,1 vezes o dimetro do eletrodo.Consumveis alma metlicaOs eletrodos revestidos so constitudos de uma alma metlica rodeada de um revestimento composto de matrias orgnicas e/ou minerais, de dosagens bem definidas.O material da alma metlica depende do material a ser soldado, podendo ser da mesma natureza ou no do metal de base, uma vez que h a possibilidade de se utilizar revestimentos que complementem a composio qumica da alma.

Consumveis - revestimentosOs revestimentos por sua vez so muito mais complexos em sua composio qumica, pois como eles tem diversas funes, estas so conseguidas com a mistura dos diversos elementos adicionados.

Revestimentos - funesAs principais funes do revestimento dos eletrodos so:proteo do metal de solda;estabilizao do arco;adies de elementos de liga ao metal de solda;direcionamento do arco eltrico;funo da escria como agente fluxante;caractersticas da posio de soldagem;controle da integridade do metal de solda;propriedades mecnicas especficas do metal de solda;isolamento da alma de ao.

Composio e funo

Revestimentos funo eltricaEm trabalhos com corrente alternada, utilizando-se um eletrodo sem revestimento e sem nenhum outro tipo de proteo, impossvel estabelecer um arco eltrico. Porm, graas ao ionizante dos silicatos contidos no revestimento, a passagem da corrente alternada consideravelmente facilitada entre o eletrodo e a pea soldar.Assim, a presena do revestimento no eletrodo permitir:A utilizao de tenses em vazio baixas, mesmo em trabalhos com corrente alternada (40 a 80 V), possibilitando assim uma reduo do consumo de energia no primrio e um considervel aumento da segurana do soldador e,A continuidade e conseqentemente a estabilidade do arco.

Revestimentos funo metalrgicaO revestimento ao fundir cria uma "cratera" e uma atmosfera gasosa que protegem a fuso da alma contra o oxignio e nitrognio do ar. Ele depositar "escria" que mais leve que o metal fundido e que proteger o banho de fuso no somente contra a oxidao e nitretao, mas tambm contra um resfriamento rpido. A escria constitui um isolante trmico que ter as seguintes funes:Permitir a liberao dos gases retidos no interior do metal depositado, evitando com isto a formao de poros, e,Minimizar o endurecimento do material depositado por tmpera, tmpera esta conseqncia de um rpido esfriamento.Revestimentos funo mecnica e operatriaDurante a fuso dos eletrodos ocorre em sua extremidade uma depresso que chamamos de cratera. A profundidade desta cratera tem influncia direta sobre a facilidade de utilizao do eletrodo, sobre as dimenses das gotas e a viscosidade da escria.Um eletrodo de boa qualidade deve apresentar a cratera mais profunda e as gotas mais finas.Alm disto, a cratera servir tambm para guiar as gotas do metal (influncia da profundidade da cratera na utilizao do eletrodo).

Revestimentos - dim