esab - apostila eletrodo revestido

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    Nossos clientessoldam melhor

    EletrodosRevestidos

    OK

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    NDICE

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

    SOLDAGEM A ARCO ELTRICO COM ELETRODOS REVESTIDOS.....................3ELETRODOS 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 porCleber Fortes Engenheiro Metalrgico, MSc.

    ssistncia Tcnica Consumveis ESAB BR

    Revisado porCludio Turani Vaz Engenheiro Metalurgista, MSc.

    ssistncia 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 eproduzindo 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 umarco 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 foipercebida. Revestir o eletrodo com um material que se decompunhasob 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 desolda 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 doseletrodos revestidos e o grande volume de gases e fumos geradosdurante a soldagem.

    Mesmo assim, ainda continua a ser um processo de soldagem

    empregado na fabricao e montagem de equipamentos, na rea demanuteno e reparos, em construes no campo, na soldagem porgravidade 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 comeletrodos revestidos

    Soldagem o processo de unio de materiais usado para obter

    a coalescncia (unio) localizada de metais e no metais, produzidapor 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 arcoeltrico mantido entre a extremidade de um eletrodo metlico revesti-

    do e a pea de trabalho (veja a Figura 1). O calor produzido pelo arcofunde 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 soldada atmosfera durante a solidificao. Outras funes do revestimentoso 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 asoldagem 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 dimetroadequado do eletrodo, retificado e cortado no comprimento adequa-

    do. A alma metlica tem as funes principais de conduzir a correnteeltrica e fornecer metal de adio para a junta.

    Os ingredientes do revestimento, dos quais existem literalmentecentenas para escolher, so cuidadosamente pesados, misturados aseco 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 auma 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 taana 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 Bda 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 ondeo 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 deconcentrao e reduo de tamanho at o tamanho de partcula ade-

    quado. Outros materiais slidos empregados so produzidos comoresultado de reaes qumicas, tais como ligas ou outros compostos

    sintticos complexos. O tamanho da partcula do material slido umfator importante.

    A estrutura fsica dos ingredientes do revestimento pode ser clas-

    sificada como cristalina, fibrosa ou amorfa (no-cristalina). Materiaiscristalinos como rutilo, quartzo

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