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  • Nossos clientes soldam melhor

    Eletrodos Revestidos

    OK

  • NDICE

    INTRODUO .......................................................................................... 1

    SOLDAGEM A ARCO ELTRICO COM ELETRODOS REVESTIDOS..................... 3

    ELETRODOS REVESTIDOS PARA A SOLDAGEM DE AOS CARBONO ............... 5

    ELETRODOS REVESTIDOS PARA A SOLDAGEM DE AOS DE BAIXA LIGA ....... 32

    ARMAZENAGEM, TRATAMENTO E MANUSEIO ............................................ 52

    EQUIPAMENTOS .................................................................................... 58

    BIBLIOGRAFIA ....................................................................................... 64

    Elaborado, traduzido (parte) e adaptado por Cleber Fortes Engenheiro Metalrgico, MSc. Assistncia Tcnica Consumveis ESAB BR Revisado por Cludio Turani Vaz Engenheiro Metalurgista, MSc. Assistncia Tcnica ESAB BR ltima reviso em 3 de fevereiro de 2005

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    Introduo

    Aps muitas experincias com a novidade tecnolgica da poca, um ingls chamado Wilde obteve a primeira patente de soldagem por arco eltrico em 1865. Ele uniu com sucesso duas pequenas peas de ferro passando uma corrente eltrica atravs de ambas as peas e produzindo uma solda por fuso. Aproximadamente vinte anos de-pois, na Inglaterra, Nikolas Bernardos e Stanislav Olszewsky registra-ram a primeira patente de um processo de soldagem, baseado em um arco eltrico estabelecido entre um eletrodo de carvo e a pea a ser soldada, fundindo os metais medida que o arco era manualmente passado sobre a junta a ser soldada.

    Em 1890, N.G. Slavianoff (Rssia) e Charles Coffin (EUA) desen-volveram, independentemente, a soldagem com eletrodo metlico nu. Dessa forma, durante os anos seguintes, a soldagem por arco foi rea-lizada com eletrodos nus, que eram consumidos na poa de fuso e tornavam-se parte do metal de solda. As soldas eram de baixa quali-dade devido ao nitrognio e ao oxignio na atmosfera formando xi-dos e nitretos prejudiciais no metal de solda. No incio do sculo XX, a importncia da proteo ao arco contra os agentes atmosfricos foi percebida. Revestir o eletrodo com um material que se decompunha sob o calor do arco para formar uma proteo gasosa pareceu ser o melhor mtodo para atingir esse objetivo. Como resultado, vrios m-todos de revestir os eletrodos, tais como acondicionamento e imer-so, foram tentados.

    Em 1904, Oscar Kjellberg, um engenheiro sueco, tinha um pro-blema: ele precisava melhorar a qualidade dos trabalhos de reparo

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    em navios e caldeiras em Gothenburg, o que resultou na inveno do primeiro eletrodo revestido, onde o revestimento era constitudo, ori-ginalmente, de uma camada de material argiloso (cal), cuja funo era facilitar a abertura do arco e aumentar sua estabilidade. Logo a-ps, Oscar Kjellberg fundou a ESAB. Em 1907, Oscar Kjellberg pa-tenteou o processo de soldagem a arco com eletrodo revestido.

    Esses esforos culminaram no eletrodo revestido extrudado em meados dos anos 1920, melhorando muito a qualidade do metal de solda e proporcionando aquilo que muitos consideram o mais signifi-cativo avano na soldagem por arco eltrico.

    A busca contnua do aumento da produtividade propiciou o de-senvolvimento de novos processos de soldagem.

    No entanto, ainda nos dias de hoje, um processo muito empre-gado graas sua grande versatilidade, ao baixo custo de operao, simplicidade dos equipamentos necessrios e possibilidade de uso em locais de difcil acesso ou sujeitos a ventos.

    As desvantagens do processo so a baixa produtividade, os cui-dados especiais que so necessrios no tratamento e manuseio dos eletrodos revestidos e o grande volume de gases e fumos gerados durante a soldagem.

    Mesmo assim, ainda continua a ser um processo de soldagem empregado na fabricao e montagem de equipamentos, na rea de manuteno e reparos, em construes no campo, na soldagem por gravidade em estaleiros, e, de modo mais abrangente, na soldagem em geral de chapas de espessura variando de 3 mm a 40 mm.

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    Captulo 1 Soldagem a arco eltrico com eletrodos revestidos

    Soldagem o processo de unio de materiais usado para obter a coalescncia (unio) localizada de metais e no metais, produzida por aquecimento at uma temperatura adequada, com ou sem a utili-zao de presso e/ou material de adio" (American Welding Society - AWS).

    A soldagem a arco eltrico com eletrodo revestido (Shielded Metal Arc Welding SMAW), tambm conhecida como soldagem ma-nual a arco eltrico, o mais largamente empregado dos vrios pro-cessos de soldagem. A soldagem realizada com o calor de um arco eltrico mantido entre a extremidade de um eletrodo metlico revesti-do e a pea de trabalho (veja a Figura 1). O calor produzido pelo arco funde o metal de base, a alma do eletrodo e o revestimento. Quando as gotas de metal fundido so transferidas atravs do arco para a po-a de fuso, so protegidas da atmosfera pelos gases produzidos du-rante a decomposio do revestimento. A escria lquida flutua em di-reo superfcie da poa de fuso, onde protege o metal de solda da atmosfera durante a solidificao. Outras funes do revestimento so proporcionar estabilidade ao arco e controlar a forma do cordo de solda.

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    Figura 1 - Soldagem a arco eltrico com eletrodo revestido

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    Captulo 2 Eletrodos revestidos para a soldagem de aos carbono

    A fabricao de eletrodos revestidos

    Eletrodos revestidos para aos carbono consistem de apenas dois elementos principais: a alma metlica, normalmente de ao de baixo carbono, e o revestimento. A alma metlica contm alguns ele-mentos residuais, porm os teores de fsforo e enxofre devem ser muito baixos para evitar fragilizao no metal de solda. A matria-prima para a alma metlica um fio-mquina laminado a quente na forma de bobinas, que posteriormente trefilado a frio at o dimetro adequado do eletrodo, retificado e cortado no comprimento adequa-do. A alma metlica tem as funes principais de conduzir a corrente eltrica e fornecer metal de adio para a junta.

    Os ingredientes do revestimento, dos quais existem literalmente centenas para escolher, so cuidadosamente pesados, misturados a seco mistura seca e ento adicionado o silicato de sdio e/ou potssio mistura mida que compactada em um cilindro e ali-mentada prensa extrusora. O revestimento extrudado sobre as varetas metlicas que so alimentadas atravs da prensa extrusora a uma velocidade muito alta. O revestimento removido da extremida-de do eletrodo a ponta de pega para garantir o contato eltrico,

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    e tambm da outra extremidade para assegurar uma abertura de arco fcil.

    Os eletrodos so ento identificados com a marca comercial e sua classificao antes de entrar no forno de secagem, onde eles so-frem um ciclo controlado de aquecimento para assegurar o teor ade-quado de umidade antes de embal-los.

    Uma das muitas verificaes de qualidade feitas durante o pro-cesso de fabricao e tambm uma das mais importantes o procedimento que garante que a espessura do revestimento e a con-centricidade da alma do eletrodo sejam uniformes. Na soldagem ma-nual com eletrodos revestidos, a cratera do revestimento, ou a forma-o de uma taa na ponta do revestimento, que se estende alm da alma metlica, realiza a funo de concentrar e dirigir o arco (veja a Figura 2).

    Figura 2 - Efeito da concentricidade do revestimento

    A concentrao e a direo do fluxo do arco conseguida obten-do-se uma cratera no revestimento algo parecida com o bico de uma mangueira d'gua, dirigindo o fluxo do metal de solda. Quando o re-

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    vestimento no estiver concntrico com a alma metlica, pode causar a condio B da Figura 2. A m direo do arco ocasiona cordes de solda inconsistentes, proteo deficiente e falta de penetrao. O ele-trodo queima de modo irregular, deixando uma projeo no lado onde o revestimento mais espesso. Essa condio conhecida como u-nha.

    Funes dos revestimentos dos eletrodos

    Os ingredientes que so usualmente empregados nos revesti-mentos podem ser classificados fisicamente, grosso modo, como l-quidos e slidos. Os lquidos so geralmente o silicato de sdio e o silicato de potssio. Os slidos so ps ou materiais granulados que podem ser encontrados livres na natureza, e necessitam apenas de concentrao e reduo de tamanho at o tamanho de partcula ade-quado. Outros materiais slidos empregados so produzidos como resultado de reaes qumicas, tais como ligas ou outros compostos sintticos complexos. O tamanho da partcula do material slido um fator importante.

    A estrutura fsica dos ingredientes do revestimento pode ser clas-sificada como cristalina, fibrosa ou amorfa (no-cristalina). Materiais cristalinos como rutilo, quartzo e mica so comumente utilizados. O rutilo a ocorrncia natural do mineral dixido de titnio (TiO2), e largamente empregado no revestimento dos eletrodos. Materiais fi-brosos como celulose, e materiais amorfos como slica e outros com-postos orgnicos so tambm ingredientes comuns dos revestimen-tos.

    As funes do revestimento so: proteo do metal de solda - a funo mais importante do re-

    vestimento proteger o metal de solda do oxignio e do nitrog-nio do ar quando ele est sendo transferido atravs do arco, e enquanto est no estado lquido. A proteo necessria para

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    garantir que o metal de solda seja ntegro, livre de bolhas de gs, e tenha a resistncia e a ductilidade adequadas. s altas tempe-raturas do arco, o nitrognio e o oxignio prontamente se combi-nam com o ferro e formam nitret

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