Faculdade Engenharia e Arquitetura FEAUCampus Santa Brbara dOeste

Curso: Engenharia Mecnica (Diurno)

Processo de Soldagem com Eletrodo Revestido

Grupo: 01

Laboratrio de Tecnologia e Metalurgia da Fundio e Soldagem

Santa Brbara dOeste - SPMaro 2014Sumrio

1.Objetivos da prtica32.Introduo32.1.Soldagem por eletroescria32.1.1.O processo32.1.2.O Equipamento42.1.3.Aplicaes Industriais42.2.Soldagem eletrogs52.2.1.O processo52.2.2.O equipamento62.2.3.Aplicaes Industriais63.Descrio da prtica73.1.Materiais Utilizados73.2.Procedimentos74.Apresentao dos resultados85.Anlise dos resultados96.Questes97.Concluso11VII- Anexo 113

1. Objetivos da prtica Conhecer funcionamento do processo de soldagem ao arco eltrico com eletrodo revestido. Observar todo o processo desde a preparao do equipamento como do material a ser soldado. Observar tambm as questes relacionadas segurana, principalmente por se tratar de equipamento que exige uma srie de cuidados em funo de produtos gerados como fumos, gases, arco eltrico e radiao.

2. IntroduoExiste um grande nmero de processos por fuso que podem ser separados em sub-grupos, por exemplo, de acordo com o tipo de fonte de energia usada para fundir as peas. Dentre estes, os processos de soldagem a arco (fonte de energia: arco eltrico) so os de maior importncia industrial na atualidade. Devido tendncia de reao do material fundido com os gases da atmosfera, a maioria dos processos de soldagem por fuso utiliza algum meio de proteo para minimizar estas reaes (MODENESI e MARQUES, 2011).

2.1. Soldagem por eletroescria2.1.1. O processoA soldagem por eletroescria no considerada como sendo um processo de soldagem a arco pois o arco usado apenas para dar incio ao processo de soldagem.Na soldagem por eletroescria, a escria fundida que funde o metal de adio e o metal de base. A escria protetora da poa de fuso acompanha a soldagem.O processo comea pela abertura de um arco eltrico entre o eletrodoe a base da junta. Fluxo granulado crescido e fundido pelo calor da poa de fuso. Quando uma camada espessa de escria se forma, toda a ao do arco cessa, e a corrente de soldagem passa do eletrodo atravs da escria por conduo eltrica. O calor gerado pela resistncia da escria fundida passagem da corrente de soldagem e suficiente para fundir o eletrodo e as faces do chanfro. O eletrodo fundido (e tambm o tubo guia, se usado) e o metal de base fundido formam a solda do banho de escria fundida (CUNHA, 1989).A figura 1 mostra esquematicamente o processo eletro-escria.

Figura 1. Processo eletroescria2.1.2. O EquipamentoO processo eletroescria um processo automtico, e o equipamento bsico consta de (CUNHA, 1989):a) Fonte de energia;b) Alimentador de arame e oscilador;c) Tubo guia e eletrodo;d) Deslocador (opcional);e) Sapata de reteno da escria (sapata de moldagem);f) Controles de soldagem;g) Cabos de conexo eltrica

2.1.3. Aplicaes IndustriaisEquipamentos de grande porte como base de prensas de grande porte, fornos, vasos de presso, carros-torpedo, anis de turbina e cascos de navios tem sido soldados por eletroescria com excelentes resultados. A elevada taxa de deposio, economia de energia, menor tempo de execuo em relao aos processos de soldagem a arco e o custo relativamente baixo do processo o tornam bastante atrativo para a fabricao de estruturas pesadas. Os materiais comumente soldados pelo processo so: aos carbono e baixa liga, os aes estruturais, ao inoxidvel, e ligas base de nquel e o alumnio (MARQUES, MODENESI E BRACARENSE, 2011).2.2. Soldagem eletrogs 2.2.1. O processoA soldagem pelo processo eletrogs automtica, usando eletrodo slido ou arame tubular, com proteo adicional externa de um gs, utilizando sapatas de reteno para confinar a poa de fuso. Como no processo eletroescria a soldagem plana com deslocamento vertical. Eletricamente, o processo difere da soldagem por eletroescria em dois pontos:a) O calor produzido por um arco eltrico e no pela resistncia eltrica do fluxo;b) usada somente em corrente contnua, quando no processo eletroescria pode ser usada tambm corrente alternada.As aplicaes deste processo so semelhantes as do processo por eletroescria.A soldagem realizada em um nico passe onde o eletrodo contnuo em forma de arame slido ou tubular alimentado numa cavidade formada pela face das peas a serem soldadas e pelas sapatas de reteno. Embora no seja comum, um segundo passe pode ser efetuado. O eletrodo pode oscilar horizontalmente atravs da junta e medida que a solda se solidifica as sapatas se movem para cima junto com o cabeote de soldagem.A soldagem por este processo se restringe aos aos baixo carbono e mdio carbono, embora j tenha sido usado com sucesso para soldar ao inoxidvel austentico (CUNHA, 1989).A figura 2 aprensenta esquematicamente o processo de soldagem eletrogs com arame slido.

Figura 2. Soldagem eletrogs com arame slido2.2.2. O equipamentoOs componentes do processo so (CUNHA, 1989):a) Fonte de energia de corrente contnua de tenso constante ou de corrente constante;b) Dispositivo alimentador do arame (eletrodo contnuo);c) Pistola de soldagem que, alm de guiar o eletrodo, transmite a corrente de soldagem e fornece o gs de proteo;d) Sapatas de reteno, de cobre e refrigeradas a gua;e) Mecanismo para oscilar a pistola na soldagem;f) Equipamento para suprir o gs de proteo.2.2.3. Aplicaes IndustriaisA soldagem eletrogs mais usada na unio de chapas de aos carbono ou baixa liga posicionadas verticalmente. Esta situao frequentemente encontrada na montagem de estruturas robustas, como cascos de navios, tanques de armazenagem, vasos de presso, edifcios etc. O processo pode ser aplicado a outros tipos de materiais soldveis pelos processos de GMAW e FCAW. Em grande parte dos casos, a soldagem feita no campo (MARQUES, MODENESI E BRACARENSE, 2011).3. Descrio da prtica3.1. Materiais UtilizadosEquipamentos: Fonte de Energia (Transformador); Porta Eletrodo; Cabos (Eltricos) de Soldagem; Eletrodo Revestido.

A figura 3 apresenta os materiais utilizados no Processo de Soldagem com Eletrodo Revestido.

Figura 3. a) transformador, porta eletrodo e cabos eltricos de soldagem; b) eletrodos revestidos.

Material a ser soldado: Pea de ao carbono com chanfro em V.

3.2. ProcedimentosPara realizao da prtica, foram apresentados os cuidados com segurana, apresentando os equipamentos de proteo, na qual foi reforado a necessidade do uso dos equipamentos individuais de proteo, como mscaras de auto escurecimento para soldagem eltrica e para realizar a soldagem alm da mscara, o uso de luvas e avental de raspa so necessrios.Em seguida apresentou os equipamentos para a execuo da solda: o transformador, o porta-eletrodos, os cabos eltricos e os consumveis (eletrodos revestidos). Explicou o funcionamento dos equipamentos e normas que devem ser seguidas para que ocorra uma soldagem correta, como as posies apropriadas em cada tipo de solda. Falou-se sobre eletrodos revestidos para aos carbono que consistem de apenas dois elementos principais: a alma metlica, normalmente de ao de baixo carbono, e o revestimento. Relatando quais os parmetros de soldagem recomendados para a soldagem com eletrodos revestidos para aos de baixa liga e suas respectivas taxas de deposio e eficincias de deposio. Aps a apresentao dos materiais, o instrutor demonstrou o processo de soldagem entre duas chapas, mostrando como devem ser seguidas as instrues de trabalho. Fez-se um cordo de solda. Com o cordo de solda j pronto, foi tirado qualquer tipo de impurezas (escrias), que possam ficar aps o termino do processo, usando um martelinho e uma escova de ao.4. Apresentao dos resultados

A soldagem com eletrodo revestido, feita pelo tcnico do laboratrio, apresentou um cordo largo, garantiu a fuso das paredes do chanfro, fez-se a remoo da escria utilizando uma escova de ao e um martelinho.A figura 4 apresenta a pea de ao aps soldagem com eletrodo revestido, feita pelo tcnico do laboratrio de processos.

A figura 4 apresenta a pea de ao aps a soldagem com eletrodo revestido, a soldagem foi feita pelos alunos do grupo.

Figura 4. Pea de ao aps soldagem feita por alunos5. Anlise dos resultadosNa prtica, observando o cordo feito pelo tcnico do laboratrio, percebemos que a velocidade foi escolhida de forma que o arco ficou ligeiramente frente da poa de fuso, havendo tambm uma correta manipulao do eletrodo durante a soldagem. Na abertura do arco o eletrodo foi encostado rapidamente na superfcie da pea e afastado a uma distncia da ordem do comprimento de arco a ser usado. Isso tudo resultou em um cordo mais largo, e garantiu a fuso das paredes do chanfro.Na soldagem com eletrodo revestido, feita pelos alunos, observou-se que, por falta de habilidade e experincia, usaram-se velocidades altas resultando em cordes estreitos, de aspecto ruim e com escrias de difcil remoo, e houve uma m manipulao do comprimento que foi, por exemplo, muito pequeno, ocasionando interrupes frequentes, fazendo com que o eletrodo grudasse na pea.6. Questes6.1. Quais os cuidados que devem ser tomados na soldagem dos aos carbono e baixa liga utilizando este processo?Levando em considerao que muitos dos aos de baixa liga so desenvolvidos para servio a baixa temperatura, as propriedades de impacto do metal de solda selecionado para unir esses aos so muito importantes.Os eletrodos revestidos para a soldagem de aos de baixa liga so desenvolvidos, na maioria dos casos, mais para combinar as propriedades mecnicas que a composio qumica exata do ao. visto que muitos aos de baixa liga necessitam de algum tipo de tratamento trmico para aliviar as tenses internas originadas pelo processo de soldagem.

6.2. Explique como ocorre a formao do arco eltrico usando uma fonte transformadora e tambm quando usando uma fonte retificadora.Transformador uma mquina eltrica esttica (no tem partes mveis), destinada a alimentar um arco eltrico com corrente alternada. Para processos que requeiram o uso de corrente contnua, existem as mquinas de solda conhecidas como fontes retificadoras. Elas retificam a corrente atravs de diodos e tiristores, sendo muito aplicados no processo MIG/MAG, eletrodo revestido e TIG. Devido a maior complexidade do equipamento, seu custo e mais elevado.

6.3. Quais os fatores que devem ser levados em conta na definio dos seguintes parmetros de soldagem: Tenso, amperagem e velocidade de soldagem?A tenso do arco pode variar entre cerca de 17 e 36 V na soldagem com eletrodos revestidos, dependendo do dimetro do eletrodo, de seu revestimento, da corrente usada e do comprimento do arco. A tenso de operao do arco tende aumentar com o aumento do dimetro do eletrodo, da corrente de soldagem e do comprimento do arco. Na soldagem manual, este parmetro controlado diretamente pelo soldador, dependendo habilidade e experincia deste.A corrente de soldagem o principal parmetro que controla o volume da poa de fuso e a penetrao da solda do metal base, que tendem a aumentar 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 e perda de resistncia mecnica e tenacidade da solda.A velocidade de soldagem deve ser escolhida de forma que o arco fique ligeiramente frente da poa de fuso. O uso de velocidades muito altas resulta em cordes estreitos e baixa penetrao, de aspecto ruim, com modeduras e escria de difcil remoo. Velocidades muito baixas causam um cordo mais largo, com penetrao e reforo excessivos.

6.4. Comente sobre este processo de soldagem enquanto processo de fabricao voltado a rea da manuteno.

6.5. Explique o que eficincia de arco eltrico.O arco eltrico de soldagem tem uma eficincia alta na transformao de energia eltrica em energia trmica. Baseado nessa eficincia podemos afirmar que o calor gerado num arco eltrico pode ser estimado a partir de seus parmetros eltricos6.6. Explicar como o processo/sequncia de soldagem das peas do desenho (Anexo 1).

7. Concluso Analisando o processo de soldagem com eletrodo revestido, percebemos que o processo mais usado devido a simplicidade do equipamento, resistncia e a qualidade das soldas, limitado com a necessidade de um treinamento especfico para o soldador. Portanto, para uma solda aceitvel, necessrio que o soldador tenha um treinamento especfico, para que no haja falhas, evitando uma proteo deficiente que favorece a formao de porosidades e iniciao de trincas.

VI. Referncias bibliogrficasCUNHA, Lelis Jos G. da. Solda: como, quando e por qu. 2. ed. Porto Alegre: D.C. Luzzatto, 1989. 260p. FORTES, Cleber. Eletrodos Revestidos OK. Disponvel em: Acesso em 11 de Mar. 2014.MARQUES, Paulo Villani; MODENESI, Paulo Jos; BRACARENSE, Alexandre Queiroz. Soldagem: fundamentos e tecnologia. 3.ed. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2011. 363p. MODENESI, Paulo J.; MARQUES, Paulo Villani. Soldagem I:Introduo aos Processos de Soldagem. Disponvel em: < http://demet.eng.ufmg.br/wp-content/uploads/2012/10/processo.pdf> Acesso em 10 de Mar. 2014.

VII- Anexo 1

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