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Captulo IVCONSUMVEIS

Centro Tecnolgico Parceiros - Registro Conselho Estadual de Educao n 1412 Ernesto Alves, 1703 Caxias do Sul - RS. www.parceiroscursos.com.br 54 32256683

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INTRODUO De acordo com a definio j estudada no Mdulo 2 Terminologia de Soldagem, consumveis so todos os materiais empregados na deposio ou proteo da solda, tais como eletrodos revestidos, varetas, arames slidos e tubulares, fluxos, gases e anis consumveis. A seleo dos consumveis depende do processo de soldagem que, por sua vez, escolhido em funo de vrios fatores, entre os quais: a) metal de base; b) geometria e tipo de junta; c) espessura da pea e ser soldada; d) posio de soldagem; e) tipo de fonte de energia; f) produtividade; g) habilidade do soldador, etc. TIPOS DE CONSUMVEIS Utilizados em Soldagem a Gs (processo de soldagem que utiliza energia termoqumica): a) Gases Combustveis Acetileno, Propano; b) Gases Comburentes Oxignio, Ar atmosfrico; c) Varetas; d) Fluxos (Fundentes). Utilizados em Soldagem a Arco Eltrico (processo de soldagem que utiliza energia eltrica) Arco Eltrico entre eletrodo refratrio (no consumvel) e pea Soldagem TIG (GTAW): a) Gs (Argnio, Hlio) b) Vareta (GTAW Manual) e arame (GTAW Mecanizado) Arco eltrico entre eletrodo consumvel e pea Soldagem Manual com Eletrodo Revestido (SMAW): a) Eletrodo Revestido. Arco eltrico entre eletrodo consumvel nu e pea Soldagem a Arco Submerso (SAW): a) Eletrodos (nus e compostos); b) Fluxo. Soldagem com Proteo Gasosa (MIG) a) Eletrodo nu; b) Gases (Argnio e/ou Hlio); Soldagem (MAG) a) Eletrodo nu; b) Gases (C02 ou mistura de CO2, Argnio e Hlio). Soldagem com Arame Tubular (FCAW) com Proteo Gasosa a) Eletrodo Tubular; b) Gases (C02 ou mistura de CO2, Argnio e Hlio). Soldagem com Arame Tubular (FCAW) sem Proteo Gasosa a) Eletrodo Tubular Autoprotegido. GASES DE PROTEO Na seleo de gases de proteo adequados para a soldagem de determinados materiais, os seguintes fatores devem ser considerados: composio qumica, espessura do material de base, posio de soldagem e tipo de corrente. Quanto aceitao dos gases de proteo, o que se exige dos mesmos que atendam a critrios de pureza previamente estabelecidos no procedimento de soldagem. Os gases de proteo para soldagem so de dois tipos: Inertes e Reativos.Centro Tecnolgico Parceiros - Registro Conselho Estadual de Educao n 1412 Ernesto Alves, 1703 Caxias do Sul - RS. www.parceiroscursos.com.br 54 32256683

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Gases inertes Os gases inertes so aqueles que no reagem com o metal lquido da poa de fuso. Os gases inertes mais utilizados na soldagem so o Argnio e o Hlio. Argnio O Argnio (Ar) um gs monatmico pesado, com peso atmico igual a 40. Possui elevado poder ionizante que favorece a abertura e estabilidade do arco. Esse gs obtido da atmosfera pela liquefao do ar e purificado at o estgio de 99,995% (grau solda). O argnio muito utilizado na soldagem de material de fina e mdia espessura e em ligas de alumnio, cobre, titnio e zircnio. Em metais ferrosos, o argnio, no estado puro, deve ser evitado, devido, principalmente, baixa fluidez da poa de fuso. Procura-se, ento, adicionar um gs ativo como, por exemplo, o oxignio e/ou CO2 (dixido de carbono) para superar essa dificuldade. O Argnio, misturado em pequenas quantidades de oxignio, melhora a estabilidade do arco e a fluidez dando, como resultado final, um bom cordo de solda. As misturas de Ar + O2 mais utilizadas foram desenvolvidas em funo de testes em diferentes tipos de materiais, estando, hoje, definidas conforme indicado na Tabela 4.1. Tabela 4.1 Composies da Mistura Ar +O2 usuais em funo dos Metais de Base % de O2 na mistura Tipo de metal de Base 1 a 2% Aos de Baixa Liga Aos Inoxidveis 3 a 5% Aos Carbono O argnio misturado ao CO2 proporciona maior estabilidade do arco, sendo muito utilizado na soldagem (MAG) de ao carbono. O CO2 misturado ao argnio em percentagens variveis de 8 a 25% melhorando sensivelmente as propriedades mecnicas da junta soldada. A mistura 75% de Ar + 25% CO2 empregada no processo arame tubular, pois proporciona excepcional estabilidade do arco e acelera a solidificao da poa de fuso. Hlio O Hlio (He) um gs monoatmico muito leve, tendo peso atmico igual a 4. Possui uma condutibilidade trmica elevada e exige uma tenso no arco mais alta do que o argnio, favorecendo, portanto, maiores velocidades de soldagem. Esse gs obtido a partir do ar atmosfrico e purificado at alcanar 99,99% de pureza. Tem como vantagem o maior rendimento, porm, seu uso limitado a soldagens que utilizem corrente contnuas. Devido ao seu maior custo em relao ao argnio, o gs hlio mais empregado na soldagem MIG, onde h interesse em soldar alumnio e cobre com grandes espessuras e soldagens com altas correntes. Gases Reativos Os gases reativos so aqueles que reagem com o metal lquido da poa de fuso, podendo alterar as propriedades mecnicas do metal depositado. Os gases reativos podem ser de dois tipos: os ativos e os redutores. Gs ativo O gs ativo mais empregado na soldagem o CO2, que alm de poder ser utilizado sozinho para a proteo da poa de fuso, pode tambm ser utilizado com o argnio na soldagem dos aos carbono e baixa liga. O oxignio tambm um gs ativo, mas nunca utilizado sozinho. Este geralmente combinado com o argnio (mistura binria) ou com o argnio mais CO2 (mistura trplice). O CO2 se dissocia no interior do arco, sob forma de CO (monxido de carbono) e oxignio atmico, produzindo uma proteo oxidante. Devido a esta atmosfera altamente oxidante, o metal lquido tende a se oxidar, gerando FeO. Como o carbono do ao mais vido pelo oxignio que o Fe, tem-se a seguinte reao: C + FeO Fe + CO (1)

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Como a solidificao do metal lquido ocorre em uma velocidade muito elevada, isto faz com que o CO fique retido no interior do cordo de solda sob a forma de poro. Com o objetivo de eliminar ao mximo a formao dessa descontinuidade, faz-se necessrio a adio de elementos desoxidantes na composio qumica do consumvel de soldagem, tais como: Mn e Si, que reagem com o FeO atravs das seguintes reaes: Si + 2FeO 2Fe + SiO2 (2) Mn + FeO Fe + MnO (3) Desta forma, a quantidade de CO produzido na reao (1) ser muito menor, quando da presena dos elementos Mn e Si. Elementos como Al, Ti e Zr tambm podem ser introduzidos na composio do consumvel na funo de desoxidantes. A maior desvantagem do uso do CO2 a tendncia em produzir um arco violento, podendo gerar, desta forma, uma grande quantidade de respingos. Gs redutor O Hidrognio (H2) pode ser adicionado ao Ar ou He, para aumentar a temperatura do arco e produzir uma atmosfera levemente redutora. comum na Europa a utilizao de adies de at 15% H2, mas o risco desta quantidade produzir poros no metal de solda muito grande. A explicao para o aumento da temperatura do arco, quando da utilizao do H2, a seguinte: o hidrognio (em sua forma molecular), ao passar pelo arco eltrico a elevadas temperaturas, se dissocia tornando-se hidrognio atmico; no momento em que estes atingem as regies mais frias do arco, os tomos hidrognio reagem entre si, formando novamente o hidrognio molecular (H2), reao essa que acompanhada de uma grande liberao de energia. Deve ser notado que o uso de hidrognio pode causar trinca nos aos carbono e aos-liga; como tambm pode causar porosidade no metal de solda de aos ferrticos, alumnio, cobre e nas soldas multifaces de nquel e aos inoxidveis austenticos. Comparao entre Argnio e CO2, quando utilizados isoladamente A Tabela 4.2 apresenta a influncia dos gases Argnio e CO 2 nas variveis de soldagem, como tambm em algumas caractersticas do cordo de solda. Tabela 4.2 Influncia dos gases Argnio e CO2 nas variveis de soldagem e caractersticas do cordo de solda TIPO DE GS VARIVEIS E CARACTERSTICAS ARGNIO CO2 1 - Comprimento de arco maior menor 2 - Potencial de ionizao maior menor 3 - Perdas de temperatura do arco por radiao maiores menores 4 - Temperatura da poa de fuso menor maior 5 - Penetrao menor maior 6 - Seo transversal do arco eltrico menor maior 7 - Largura do cordo menor maior 8 - Altura do cordo maior menor 9 - Volume de gotas menor maior 10 - Frequncia de gotas por segundo maior menor 11 - Acabamento melhor pior 12 - Estabilidade do arco maior menor 13 - Dureza do cordo maior menor 14 - Temperatura do metal lquido menor maior Nota: As misturas utilizando argnio e CO2 tm influncia intermediria.

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NOES SOBRE ESPECIFICAES DA AMERICAN WELDING SOCIETY AWS Os metais de adio so agrupados em funo da composio qumica do metal depositado ou do consumvel e do processo de soldagem. A especificao indica os requisitos para os consumveis de acordo com seu emprego. Para se enquadrarem numa especificao AWS, os consumveis devem atender a requisitos especficos, tais como: a) Propriedades mecnicas do metal depositado; b) Composio qumica do metal depositado; c) Sanidade do metal depositado, verificada por meio de exame radiogrfico. Com exceo dos gases, todos os consumveis comumente usados esto cobertos pela especificao AWS. Esta no prev todos os tipos de metais de adio disponveis, pois alguns tm formulao recente e outros tm suas caractersticas mantidas como segredo dos fabricantes. A Tabela 4.3 fornece exemplos de algumas especificaes AWS. O cdigo ASME (American Society of Mechanical Engineers) utiliza-se da especificao AWS empregando a abreviatura SF (do ingls, Specification) antes do cdigo de especificao AWS. Tabela 4.3 - Exemplo de Especificaes ASME/AWS

DESIGNAO AWS A5.1 A5.2 A5.4 A5.5 A5.9 A5.12 A5.17 A5.18 A5.20 A5.22

GRUPO DE VARETAS, ELETRODOS E FLUXOS PARA SOLDAGEM DE METAIS Eletrodos de Ao ao Carbono para Soldagem Manual a Arco com Eletrodo Revestido (SMAW