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CONSUMÍVEIS

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CONSUMÍVEIS

1 - CONCEITO

1.1 -INTRODUÇÃO

De acordo com a definição já estudada no Módulo 2 (Terminologia), Consumíveis de Soldagem são todos os materiais empregados na deposição ou proteção da solda, tais como: eletrodos revestidos, varetas, arames sólidos (eletrodos nus) e arames (eletrodos) tubulares, fluxos, gases e anéis consumíveis.

A seleção dos consumíveis depende, principalmente, do processo de soldagem que, por sua vez, é escolhido em função de vários fatores, entre os quais:

- Metal de base;- Geometria e tipo de junta;- Espessura da peça a ser soldada;- Posição de soldagem;- Tipo de fonte de energia;- Produtividade;- Habilidade do soldador, etc.

1.2 - TIPOS DE CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM EM FUNÇÃO DO PROCESSO DE SOLDAGEM

Os próximos sub-itens apresentarão os consumíveis de soldagem relativos ao processo de soldagem em evidência.

1.2.1 - Utilizados em Soldagem a Gás (processo de soldagem que utiliza energia termoquímica)

- Gases combustíveis: Acetileno, Propano, Butano, Gás Natural, entre outros;- Gases comburentes: Oxigênio, Ar atmosférico (quase nunca usado);- Varetas;- Fluxos (Fundentes).

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1.2.2 -Utilizados em Soldagem a Arco Elétrico (processo de soldagem que utilizaenergia elétrica)

1.2.2.1 - Arco elétrico entre o eletrodo refratário (não consumível) e a peça:

- Soldagem GTAW (TIG)

NOTA: Este processo de soldagem foi inicialmente desenvolvido para usar gases dotipo inertes (exemplo: argônio e hélio) para proteger a poça de fusão e o arco elétricoda ação dos gases encontrados na ar atmosférico. Por esta razão, ele foi batizadocomo T.I.G. (Tungsten Inert Gas). Anos mais tarde, houve a introdução dos gasesativos (CO2 e/ou O2) nos gases inertes, juntamente com o desenvolvimento deeletrodos de tungstênio ligados a óxidos de tório, cério, entre outros, este processopassou a ser chamado de Gas Tungsten Arc Welding (GTAW).

Vareta, maciça ou fluxada (GTAW manual) e arame, não energizado (GTAWmecanizado);

Gases puros (Argônio, Hélio) e misturas gasosas (Argônio e/ou Hélio + CO2 ;Ar + O2 ; Ar + CO2 + O2).

1.2.2.2 - Arco elétrico entre o eletrodo consumível e a peça:

- Soldagem Manual com Eletrodo Revestido (SMAW)

Eletrodo Revestido

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1.2.2.3- Arco elétrico entre o eletrodo consumível nu e a peça

- Soldagem a Arco Submerso (SAW)

Eletrodos (nus e compostos) e Fluxo

- Soldagem com Proteção Gasosa (GMAW) [MIG/MAG]

Eletrodo (ou arame) sólido (nu) e arame tubular com núcleo metálico(metal-cored)

Gases puros e misturas gasosas

- Soldagem com Arame Tubular (FCAW) com ou sem Proteção Gasosa

Com Proteção Gasosa

Eletrodo (ou arame) tubular Gases puros e misturas gasosas (ver processo de soldagem GMAW);

Sem Proteção Gasosa (Autoprotegido)

Eletrodo (ou arame) tubular

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2 - NOÇÕES SOBRE ESPECIFICAÇÕES DA AMERICAN WELDING SOCIETY (AWS)A Tabela 4.1 fornece exemplos de algumas especificações AWS.Tabela 4.1 - Exemplo de Especificações ASME/AWS

DESIGAÇÃO:ASME Seção II Parte C

- AWS -ESPECIFICAÇÃO PARA:

SFA-5.1 / A-5.1 Eletrodos de Aço ao Carbono para Soldagem Manual a Arcocom Eletrodo Revestido (SMAW)

SFA-5.2 / A-5.2 Varetas de Aços ao Carbono e Baixa Liga para Soldagem Oxi-Gás (OFW)

SFA-5.4 / A-5.4 Eletrodos de Aço Inoxidável para Soldagem Manual a Arco comEletrodo Revestido (SMAW)

SFA-5.5 / A-5.5 Eletrodos de Aço Baixa Liga para Soldagem Manual e Arco comEletrodo Revestido (SMAW)

SFA-5.9 / A-5.9 Eletrodos Nus e Varetas para Soldagem de Aço Inoxidável

SFA-5.12 / A-5.12 Eletrodos de Tungstênio e suas Ligas para Soldagem e Corte aArco

SFA-5.17 / A-5.17 Eletrodos de Aço ao Carbono e Fluxos para Soldagem a ArcoSubmerso (SAW)

SFA-5.18 / A-5.18 Metais de Adição de Aço ao Carbono para Soldagem a Arco comGás de Proteção

SFA-5.20 / A-5.20 Eletrodos de Aço ao Carbono para Soldagem a Arco com ArameTubular (FCAW)

SFA-5.22 / A-5.22 Eletrodos de Aço Inoxidável para Soldagem a Arco com ArameTubular (FCAW) e Varetas com Núcleo Fluxado de AçoInoxidável para Soldagem TIG (GTAW)

SFA-5.23 / A-5.23 Eletrodos de Aço Baixa-Liga e Fluxos para Soldagem a ArcoSubmerso (SAW)

SFA-5.25 / A-5.25 Eletrodos de Aços ao Carbono e Baixa-Liga e Fluxos paraSoldagem Eletro-Escória (ESW)

SFA-5.26 / A-5.26 Eletrodos de Aços ao Carbono e Baixa-Liga para SoldagemEletro-Gás (EGW)

SFA-5.28 / A-5.28 Eletrodos e Varetas de Aço Baixa-Liga para Soldagem a Arcocom Gás de Proteção

SFA-5.29 / A-5.29 Eletrodos de Aço Baixa-Liga para Soldagem a Arco com ArameTubular (FCAW)

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2.1 - DIFERENÇA ENTRE “ESPECIFICAÇÃO” E “CLASSIFICAÇÃO”A especificação indica os requisitos para os consumíveis de acordo com seu emprego.

Para enquadrarem-se numa especificação AWS, os consumíveis devem atender a requisitosespecíficos, tais como:

- Propriedades mecânicas do metal depositado (ensaio de tração, de dobramento, deimpacto);

- Composição química do consumível de soldagem ou do metal depositado;- Sanidade do metal depositado, verificada por meio de exame radiográfico.

A especificação AWS estabelece as condições de testes para os consumíveis a seremrealizados pelo fabricante, a fim de verificar se a solda produzida apresenta as propriedadesmecânicas mínimas exigidas.

Desta forma, a especificação, além de classificar os consumíveis, determina que os mesmosatendam a requisitos de:

Fabricação, critérios de aceitação, composição química do metal depositado,

propriedades mecânicas do metal depositado, exame radiográfico do metal

depositado, embalagem, identificação, garantia, etc.

Por outro lado, a classificação AWS refere-se a um consumível e a respeito do mesmo,fornece, em valores aproximados, algumas de suas propriedades mecânicas (limite deresistência, impacto), como também sua composição química e particularidades relativas aorevestimento, ou seja, fornecendo ao consumível uma designação lógica, que permitaidentificá-lo mais facilmente e suas características principais.

Portanto, a diferença entre especificação e classificação é:

A especificação AWS determina de maneira exata as características de um consumívele dá garantias sobre suas propriedades.

ENQUANTO QUE:

A classificação AWS apresenta uma maneira lógica de designar um consumível.

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3 - FAMILIARIZAÇÃO COM AS CLASSIFICAÇÕES AWS DE CONSUMÍVEISNas especificações AWS, os consumíveis são designados por um conjunto de algarismos eletras com um dos seguintes prefixos:

E - Eletrodo para soldagem a arco elétrico (“electrode”);R - Vareta para soldagem a gás (“rod”);;B - Metal de adição para brasagem (“brazing”);F - Fluxo para arco submerso (“flux”);ER - Indica a possibilidade de aplicação com eletrodo nu (arame) ou vareta;SG - Gás de proteção (“shielding gas”);

A seguir, serão dados exemplos de critérios e sistemas de classificação dos consumíveis queforam listados na tabela 4.1.

3.1 – CLASSIFICAÇÃO DOS GASES DE PROTEÇÃO DE ACORDO COM ASESPECIFICAÇÃO AWS A5.32-97

3.1.1 – GeneralidadesNa seleção de gases de proteção adequados para a soldagem de determinados materiais, osseguintes fatores devem se considerados: composição química e espessura do metal de base,posição de soldagem e tipo de corrente.Os gases de proteção para soldagem são de dois tipos: Inertes e Reativos.

3.1.1.1 – Potencial de Ionização (tabela 4.2)Gás Potencial de

Ionização (V)Densidade

(kg/m3)Argônio 15,75 1,784

Hélio 24,58 0,178

CO2 14,40 1,977

Nitrogênio 15,50 1,161

Hidrogênio 15,60 0,083

O2 12,50 1,326

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3.1.2 - Gases Inertes

Os gases inertes são aqueles que não reagem com o metal líquido da poça de fusão. Osgases inertes mais utilizados na soldagem são: Argônio e Hélio.

A - Argônio

O Argônio (Ar) é um gás inerte, monoatômico pesado, com peso atômico igual a 40(aproximadamente 1,4 vez mais pesado do que ar). Este gás pode ser usado sozinho,como também combinado com um outro gás. O Ar pode ser usado na soldagem demetais ferrosos e não ferrosos (alumínio, cobre, níquel, magnésio e suas ligas). O baixopotencial de ionização (15,75 eV) requer baixas tensões de arco elétrico, favorecendo aabertura e estabilidade do arco. Esse gás é obtido da atmosfera pela liquefação do ar epurificado até o estágio de 99,995% (grau solda).

O argônio é muito utilizado na soldagem de material de fina e média espessura,principalmente na soldagem do alumínio, cobre, magnésio e suas ligas. Em metaisferrosos, o argônio no estado puro deve ser evitado, devido, principalmente, à baixafluidez da poça de fusão.

Para contornar este problema, procura-se, então adicionar um gás ativo como, porexemplo, o Oxigênio e/ou CO2 (dióxido de carbono), que, além de proporcionar umamaior fluidez à poça de fusão, produzindo um cordão de solda com melhor acabamentovisual, estas adições também melhoram a condutibilidade elétrica do arco elétrico,aumentando sua estabilidade elétrica. Por estas razões, o processo MIG não é indicadona soldagem dos aços.

O baixo potencial de ionização do Ar implica numa baixa condutibilidade térmica destegás, o que faz com o Ar produza um cordão de solda com uma baixa penetração emsuas bordas e um boa penetração na direção da coluna do arco. Baixa condutibilidadetérmica do gás requer uma menor tensão do arco, o que faz com o arco seja aberto maisrapidamente e que seja mantido aberto com uma boa estabilidade.

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As misturas de Ar + CO2, Ar + O2 e Ar + CO2 + O2 mais utilizadas na indústria foramdesenvolvidas em função de testes em diferentes tipos de materiais, estando, hoje,definidas conforme indicado na Tabela 4.3.

Tabela 4.3 -Composições da Mistura Ar + CO2, Ar + O2 e Ar + CO2 + O2 em funçãodos Metais de Base.

Ar (%) CO2 (%) O2 (%) Metal de Base

98 - 2Aço ao carbonoAço baixo carbono de alta resistênciaAço Inoxidável

95 - 5Aço ao carbonoAço baixo carbono de alta resistênciaAço Inoxidável, classe 300

90 10 -Aço ao carbonoAço baixo carbono de alta resistência

88 9 3Aço ao carbono

75 25 -Aço ao carbonoAço baixo carbono

O argônio misturado ao CO2 proporciona maior estabilidade do arco, sendo muitoutilizado na soldagem MAG de aço carbono. O CO2 é misturado ao argônio empercentagens variáveis de 8 a 25%, melhorando sensivelmente as propriedadesmecânicas da junta soldada. A mistura 75% de Ar + 25% CO2 é muito empregadano processo de soldagem com arame tubular, pois proporciona excepcionalestabilidade do arco e acelera a solidificação da poça de fusão.

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B - HélioO Hélio (He) é um gás inerte, monatômico, muito leve, tendo peso atômico igual a 4.Ele é 0,14 vezes a densidade do ar. Este gás é usado quando se necessita aportestérmicos de grandes valores. Possui uma excelente condutibilidade térmica e o seupotencial de ionização é o mais elevado entre todos os gases de proteção usadosna soldagem. Devido a isto, o He exige uma tensão no arco mais elevada do que oAr, para o mesmo comprimento de arco e intensidade de corrente, favorecendo,portanto, a utilização de maiores velocidades de soldagem. A desvantagem do Heapresentar um alto potencial de ionização é que esta característica dificulta aabertura do arco elétrico.

Pelo fato do He ser bem mais leve do que a ar atmosférico, isto exige que a suavazão seja, aproximadamente, de 2 a 3 vezes maior do que a do Ar para fornecer amesma proteção. Também por esta característica, o He é indicado na soldagem dejuntas na posição sobre-cabeça.

Apesar da alta condutibilidade térmica gerada pelo He, o cordão de solda produzidonão apresenta grandes penetrações, como aqueles produzidos pelo Ar e CO2. Oscordões produzidos pelo He apresentam uma baixa relação: largura / profundidade.Os altos valores de aporte térmico gerado pelo He ajuda a produzir soldas com umapenetração “arredondada” e reforços com baixa dimensão.

O He pode ser usado sozinho como gás de proteção, porém, na prática, ele estarásempre sendo usado em combinação com Ar. Hoje em dia, já existem misturasgasosas formadas por He e CO2.

Esse gás é obtido a partir do gás natural e purificado até alcançar 99,99% depureza. Tem como vantagem o maior rendimento, porém, seu uso é limitado asoldagens que utilizem corrente contínua. Este gás, quando utilizado sozinho,produz uma transferência metálica do tipo “globular”.

Devido ao seu maior custo em relação ao argônio, o gás hélio é empregado apenasquando suas características físicas se fazem necessárias, ou seja, na soldagem demetais que possuem alta condutibilidade térmica, como o cobre e suas ligas e oalumínio e suas ligas.

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3.1.3 - Gases Reativos

Os gases reativos são aqueles que reagem com o metal líquido da poça de fusão,podendo alterar as propriedades mecânicas do metal de solda. Os gases reativospodem ser de dois tipos: Ativos e Redutores.

3.1.3.1 - Gás Ativo

A - CO2 (gás carbônico)

O gás ativo mais empregado na soldagem é o CO2 que, além de poder ser utilizadosozinho na proteção da poça de fusão, pode também ser utilizado com o Ar (soldagemde aços ao carbono e baixa liga) e o He (soldagem dos aços inoxidáveis série 300). OCO2 é um gás barato e, por isso, é o gás de proteção mais usado no Brasil.

É preciso informar que à temperatura ambiente, o CO2 não é um gás ativo. Quando estegás passa pelo arco elétrico (quando a temperatura se encontra acima de 3.000 ºC), oCO2 se dissocia sob a forma de CO (monóxido de carbono) e oxigênio atômico. Éexatamente o oxigênio, em seu estado livre, que irá produzir uma ação oxidante (ouativa) no interior do arco elétrico. Devido a esta atmosfera altamente oxidante, o metallíquido (poça de fusão) tende a se oxidar, gerando FeO (óxido de ferro), que irá sedirecionar para a escória.

Fe + O FeO (1)

Após esta reação de oxidação (1), o carbono (C) encontrado na poça-de-fusão irá reagircom o oxigênio encontrado no FeO, pois o C é mais ávido pelo oxigênio do que o ferro(Fe). Tem-se a seguinte reação química:

C + FeO Fe + CO (gás) ↑ (2)

A reação (2) fará com que o Fe volte à sua condição como metal puro e produzirá umaquantidade de monóxido de carbono sob a forma gasosa, que se direcionará para aatmosfera.

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Como a solidificação do metal líquido ocorre em uma velocidade muito elevada, isto fazcom que uma parte do CO produzido fique retido no interior do cordão de solda, sob aforma de poros. Além desse problema, a reação entre o C e o FeO irá diminuir aquantidade de carbono no metal de solda, o que contribuirá para uma diminuição daresistência mecânica da junta soldada. A fim de eliminar (ou diminuir ao máximo) estesproblemas, ou seja, a produção de poros e a diminuição do teor de C, faz-se necessário aadição de elementos desoxidantes na composição química do consumível de soldagem,tais como: Mn e Si, que reagem com o FeO através das seguintes reações:

Si + 2FeO 2Fe + SiO2 (3)

Mn + FeO Fe + MnO (4)

Desta forma, a quantidade de CO produzido na reação (1) será muito menor, quando dapresença dos elementos desoxidantes: Mn e Si.

Elementos como alumínio (Al), titânio (Ti) e zircônio (Zr) também podem ser introduzidos nacomposição do consumível na função de “desoxidantes”.

A maior desvantagem do uso do CO2 é a tendência em produzir um arco instáveleletricamente, podendo gerar, desta forma, uma grande quantidade de respingos.

B - O2 (Oxigênio)

O Oxigênio também é um gás ativo, mas nunca é utilizado sozinho. Este geralmente écombinado com o argônio (mistura binária: Ar + O2) ou com o argônio mais CO2 (misturatríplice: Ar + CO2 + O2).

3.1.3.1 - Gás Redutor

O Hidrogênio (H2) é um gás redutor, ou seja, reduz os óxidos metálicos ao seu estado puro.O Hidrogênio pode ser adicionado ao Ar ou He em quantidades que pode variar de 1 a 35%objetivando aumentar a temperatura do arco. É comum na Europa a utilização de adiçõesde até 15% H2 na soldagem do níquel pelo processo GTAW, mas o risco desta quantidadeproduzir poros no metal de solda é muito grande.

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3.1.4 – Comparação entre Argônio e CO2, quando utilizados isoladamente

A Tabela 4.4 apresenta a influência dos gases Argônio e CO2 nas variáveis desoldagem, como também em algumas características do cordão de solda.

Tabela 4.4 - Influência dos gases Argônio e CO2 nas variáveis de soldagem ecaracterísticas do cordão de solda

VARIÁVEIS E CARACTERÍSTICAS Argônio CO2Potencial de ionização Maior menorComprimento de arco (função da tensão doarco)

Maior menor

Perdas de temperatura do arco por radiação Maiores menoresTemperatura da poça de fusão menor MaiorPenetração do cordão de solda menor MaiorSeção transversal do arco elétrico menor MaiorLargura do cordão menor MaiorAltura do cordão Maior menorAcabamento do cordão de solda Melhor piorEstabilidade do arco Maior menorDureza do cordão de solda Maior menorTemperatura do metal líquido na poça de fusão menor Maior

NOTA: As misturas utilizando argônio e CO2 têm influência intermediária.

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3.1.5 – Classificação dos Gases de Proteção

3.1.5.1 – Critérios de Classificação

Os gases de proteção empregados na soldagem são classificados em função desuas composições químicas.

A Tabela 4.5 apresenta os gases de proteção mais empregados na soldagem aarco elétrico sob proteção gasosa, com seus respectivos: grau de pureza,umidade máxima, ponto de orvalho.

Tabela 4.5 – Gases de Proteção e suas características

Gás Classificação AWS

Estado doProduto

Purezamínima

(%)

Umidademáxima(ppm)

Ponto deOrvalho máx.a 760 mmHg

(ºC)Gás 99,997 10,5 -60Argônio SG–ALíquido 99,997 10,5 -60Gás 99,8 32 -51Dióxido de

Carbono(CO2)

SG–CLíquido 99,8 32 -51

Gás 99,995 15 -57Hélio SG–HeLíquido 99,995 15 -57Gás 99,95 32 -51Hidrogênio SG–HLíquido 99,95 32 -51Gás 99,9 32 -51Nitrogênio SG–NLíquido 99,9 4 -68Gás 99,5 Não Aplicável -48Oxigênio SG–OLíquido 99,5 Não Aplicável -63

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3.1.5.2 - Sistema de Classificação

i – Gás (Simples)

SG - BOnde:SG – Essas letras significam “Gás de Proteção”;

B – Esta letra representa, logo após o hífen, representa o gás de proteção (único) queserá empregado durante a soldagem (Ver Tabela 4.5).

ii – Mistura Gasosa

SG – BXYZ – % / % / %Onde:SG – Essas letras significam “Gás de Proteção”;

B – Esta letra representa, logo após o hífen, representa o gás principal da misturagasosa.

XYZ – Estas letras representam os gases, em menor quantidade, que fazem parteda

mistura gasosa. A colocação de cada gás na seqüência (XYZ) está relacionadacom a quantidade de cada um, em uma ordem decrescente.

% / % / % – Estes caracteres representam a percentagem, em ordem decrescente, dosgases que fazem parte da mistura gasosa, que possuem as menoresquantidades. Uma barra é usada para separar o percentual de cada gás.

A percentagem relativa ao gás principal da mistura será a diferença entre100% e o somatório dos gases secundários participantes da mistura.

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A Tabela 4.6 apresenta exemplos de como este sistema de classificação paragases de proteção funciona.

Tabela 4.6 – Exemplos de funcionamento do Sistema de Classificação dos Gasesde Proteção

ClassificaçãoAWS

MisturasGasosasTípicas

Gás

SG-AC-25 75/25 Argônio + Dióxido de CarbonoSG-AO-2 98/2 Argônio + OxigênioSG-AHe-10 90/10 Argônio + HélioSG-AH-5 95/5 Argônio + HidrogênioSG-HeA-25 75/25 Hélio + ArgônioSG-HeAC-7,5/2,5 90/7,5/2,5 Hélio + Argônio + CO2SG-ACO-8/2 90/8/2 Argônio + CO2 + O2SG-A-G Especial Argônio + Mistura

Nota: Os gases participantes da mistura gasosa, não sendo o gás principal damistura, suas percentagens devem ter uma tolerância de ± 10%.

Exemplo:

SG-AC-25

Mistura: Argônio – 75% / CO2 – 25%

10% de 25% = 2,5%

Conclusão:O teor de CO2 na mistura deve se encontrar entre22,5% e 27,5%.

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iii – Mistura Gasosa Especial

SG – B – GOnde:SG – Essas letras significam “Gás de Proteção”;


G – Esta letra (quando colocada após o gás principal) significa que a mistura gasosa éespecial; o gás base deve ser identificado. Os gases menores não precisam seridentificados, desde que sejam um dos gases listados na Tabela 4.5.

Quando a mistura gasosa for composta por algum gás não listado na Tabela 4.5, oSistema de Classificação da mistura será:

SG – BX – G (X = Gás Específico)Onde:SG – Essas letras significam “Gás de Proteção”;


X – Esta letra representa um gás que não está listado na Tabela 4.5. O gásrepresentado pelo “X” deve aparecer entre parêntesis. Exemplo: Kriptônio,

Neônio, Xenônio, etc.

A percentagem de cada gás na mistura gasosa deve estar de acordo entre ocomprador e o fornecedor.

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3.2 – CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRODOS DE AÇOS AO CARBONO PARASOLDAGEM MANUAL A ARCO COM ELETRODO REVESTIDO, DEACORDO COM A ESPECIFICAÇÃO AWS A5.1-91

3.2.1 – Generalidades3.2.1.2 - Funções do RevestimentoOs revestimentos são constituídos de produtos bastante complexos, combinadosem proporções adequadas, que exercem, durante a soldagem, inúmeras funções.De uma maneira geral, pode-se classificar as funções do revestimento em 3grupos: elétrica, física e metalúrgica.

a - Função Elétrica: o revestimento é mau condutor de eletricidade; ele isola aalma do eletrodo e evita aberturas de arco laterais. O revestimento contém silicatode sódio (Na) ou silicato de potássio (K) que ionizam a atmosfera do arco,facilitando a abertura e estabilidade do arco elétrico, tanto em corrente contínuacomo em alternada. Estes silicatos atuam também como aglomerantes dorevestimento.

b - Funções Física e Mecânica: formação de fumos mais densos que o ar paraproteger, tanto o metal em transferência durante a soldagem, como o banho demetal fundido, da contaminação pelo hidrogênio (H2), nitrogênio (N2) e oxigênio(O2) encontrados no ar atmosférico. Os fumos contribuem também na transferênciametálica nas posições de soldagem desfavorecidas pelo efeito da gravidade. Aescória líquida produzida pelo revestimento flutua sobre a poça de fusão,separando esta do contato com a atmosfera também durante a solidificação e oresfriamento da solda. O peso da escória molda a poça de fusão, proporcionandocordões lisos, regulares e do boa aparência. A escória líquida age sobre o valor datensão superficial do metal fundido, melhorando a estética nos trabalhos fora daposição plana.

c - Função Metalúrgica: introduz elementos químicos que refinam a estrutura dometal depositado retirando as impurezas, em forma de escórias, provenientes dometal de base e do próprio metal de adição, assim como os óxidos originadosdurante a operação de soldagem. Prover de elementos de liga o metal com oobjetivo de obter a composição química desejada.

A Tabela 4.7 apresenta várias substâncias encontradas no revestimento doeletrodo revestido e informa quais são suas principais ações.

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TABELA 4.7

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3.2.2 - Critérios de ClassificaçãoOs eletrodos cobertos pela especificação AWS A5.1 são classificados tendo como base:

1º. Tipo de corrente;2º. Tipo de revestimento;3º. Posição de soldagem; e4º. Propriedades mecânicas do metal de solda na condição “como soldado” ou

“envelhecido”*.

* “Envelhecimento” é uma operação quando se faz necessária a retirada dohidrogênio difusível encontrado no interior da junta recém soldada. Os corposde prova de tração de todos os eletrodos, à exceção dos eletrodos básicos(baixo hidrogênio),devem ser envelhecidos a uma temperatura entre 95 e 105ºCem um tempo igual a 48 ± 2 horas, com o resfriamento devendo ser feito ao araté que se atinja a temperatura ambiente.

O eletrodo que tenha sido enquadrado em uma determinada classificação dentro de umacerta especificação, este não poderá ter uma outra classificação dentro da especificaçãoem análise. A única exceção é o eletrodo E7018M que pode também ser classificado comoE7018, desde que satisfaça todas as exigências para ambas as classificações.

3.2.3 - Sistemas de ClassificaçãoA classificação genérica de um eletrodo tem a seguinte forma:

E X X X X---- ------ --- --- 1 2 3 4

onde:Dígito 1: A letra E designa um eletrodo;

Dígito 2: Este dígito, composto por 2 algarismos, indica o limite de resistência à traçãomínimo do metal de solda em "ksi" (1 ksi = 1.000 psi). Alguns exemplos podem ser vistosna Tabela 4.8.

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Tabela 4.8 - Exemplos na representação do Dígito 2 na codificação para classificação AWS

LIMITE DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO (Mínimo) (1)

ELETRODO REVESTIDO

psi (lb/pol2) MPa E60XX 60.000 414 E70XX 70.000 482

(1) Toda a preparação da chapa de teste, envolvendo desde a escolha do metal de base, do tipo e dimensões do cobre-junta até as condições de soldagem (intensidade de corrente, geometria do chanfro, posição de soldagem, diâmetro do eletrodo, etc.) são padronizadas, cujas informações se encontram na especificação em questão. Dígito 3: Designa a posição de soldagem na qual o eletrodo revestido pode ser empregado com resultados satisfatórios. Ver tabela 4.9.

Tabela 4.9 - Significado do Dígito 3 na codificação para classificação AWS

ELETRODO POSIÇÃO DE SOLDAGEM

E-XX1X

E-XX2X

E-XX4X

Todas as posições. Plana e Horizontal (especialmente solda em ângulo-horizontal). Todas as posições (especialmente a vertical descendente para os eletrodos de baixo hidrogênio).

Dígito 4: Este dígito pode variar de 0 (zero) a 9 (nove). Em combinação com o Dígito 3 designam:

- Tipo de corrente elétrica, com a qual o eletrodo pode ser usado; - Tipo de revestimento.

Sobre o significado dos Dígitos 3 e 4, consultar a Tabela 4.10.

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TABELA 4.10

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Tabela 4.11 - Requisitos de composição química do metal depositado para oseletrodos da especificação AWS 5.1-91

PERCENTUAL EM PESO (%) aClassificação

AWSC Mn Si P S Cr Mo Ni V

Limitepara a

combinaçãoMn+Ni+Cr+Mo+V

E-6010E-6011E-6012E-6013E-6019E-6020E-6022E-6027

Não Especificado (NE)

E-7014E-7015E-7024

NE 1,25 0,90 NE NE 0,20

0,30

0,30

0,08

1,50

E-7016E-7018E-7027

NE 1,60 0,75 NE NE 0,20

0,30

0,30

0,08

1,75

E-7028E-7048 NE 1,60 0,90 NE NE 0,2

00,3

00,3

00,0

81,75

E-7018M 0,12 0,40 a1,60

0,80 0,030

0,020

0,15

0,35

0,25

0,05

NE

a Valores unitários representam valores máximos.

CONSUMÍVEIS

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3.3 – CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRODOS DE AÇOS DE BAIXA LIGA PARASOLDAGEM MANUAL A ARCO COM ELETRODO REVESTIDO, DE ACORDOCOM AS ESPECIFICAÇÕES AWS A5.5-96

3.3.1 – Generalidades Todas as informações apresentadas nos itens 3.2.1.1, 3.2.1.2 e 3.2.1.3, relativas à especificação AWS A5.1, também são válidas para a especificação em análise.

3.3.2 - Critérios de Classificação Os eletrodos cobertos pela especificação AWS A5.5 são classificados tendo como base:

1º. Tipo de corrente; 2º. Tipo de revestimento; 3º. Posição de soldagem; 4º. Composição química do metal de solda; 5º. propriedades mecânicas do metal de solda na condição "como soldado" ou

como tratado termicamente pós-soldagem" Importante salientar que um eletrodo que tenha sido enquadrado com uma classificaçãodentro desta especificação, este não poderá ter outra classificação.

3.3.3 - Sistemas de Classificação A classificação genérica de um eletrodo tem a seguinte forma:

E X X X X X - X ---- --------------------- ---- ---- ---- 1 2 3 4 5

CONSUMÍVEIS

26

Dígito 1: A letra E designa um eletrodo; Dígito 2: Este dígito, em número de dois ou três, indicam o limite de resistência à tração mínimo de metal de solda em "ksi" (1 ksi = 1.000 psi). Alguns exemplos podem ser vistos na Tabela 4.13. Tabela 4.13 - Exemplos na representação do 2o dígito na codificação para classificação AWS

LIMITE DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO (Mínimo) (1)

ELETRODO REVESTIDO

psi (lb/pol2) MPa E70XX 70.000 480 E80XX 80.000 550 E90XX 90.000 620

E100XX 100.000 690 E110XX 110.000 760 E120XX 120.000 830

Dígito 3: Designa a posição de soldagem na qual o eletrodo revestido pode ser empregado com resultados satisfatórios. Ver tabela 4.14. Tabela 4.14 - Significado do Dígito 3 na codificação para classificação AWS

ELETRODO POSIÇÃO DE SOLDAGEM E-XX1X E-XX2X E-XX4X

Todas as posições. Plana e Horizontal (especialmente solda em ângulo-horizontal). Todas as posições (especialmente a vertical descendente para os eletrodos de baixo hidrogênio).

Dígito 4: Este dígito pode variar de 0 (zero) a 9 (nove). Em combinação com o Dígito 3 designam:

- Tipo de corrente elétrica, com a qual o eletrodo pode ser usado; - Tipo de revestimento.

Sobre o significado dos Dígitos 3 e 4, consultar a Tabela 4.10. Dígito 5 – É composto de letras e algarismos que indicam a composição química do metal depositado. A tabela 4.15 mostra o significado do dígito 5 para alguns eletrodos revestidos enquadrados na especificação AWS A5.5.

CONSUMÍVEIS

27

Tabela 4.15 - Consumíveis da especificação AWS 5.5-96. Classificação C Mn Si P S Cr Mo Ni V

Eletrodos para aços ao Carbono-Molibdênio E7010-A1 E7011-A1 E7015-A1 E7016-A1 E7018-A1 E7020-A1 E7027-A1

0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12

0,60 0,60 0,90 0,90 0,90 0,60 1,00

0,40 0,40 0,60 0,60 0,80 0,40 0,40

0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

- - - - - - -

0,40-0,65 0,40-0,65 0,40-0,65 0,40-0,65 0,40-0,65 0,40-0,65

- - - - - - -

- - - - - - -

Eletrodos para aços ao Cromo-Molibdênio E8016-B1 E8018-B1 E8016-B2 E8018-B2 E7015-B2L E7016-B2L E7018-B2L E9015-B3 E9016-B3 E9018-B3 E8015-B3L E8018-B3L E8015-B4L E8016-B5

0,05-0,12 0,05-0,12

0,05 0,05-0,12 0,05-0,12

0,05 0,05

0,05-0,12 0,05-0,12 0,05-0,12

0,05 0,05 0,05

0,07-0,15

0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90

0,40-0,70

0,60 0,80 1,00 0,60 1,00 0,60 0,80 1,00 0,60 0,80 1,00 0,80 1,00

0,30-0,60

0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

0,40-0,65 0,40-0,65 1,00-1,50 1,00-1,50 1,00-1,50 1,00-1,50 1,00-1,50 2,00-2,50 2,00-2,50 2,00-2,50 2,00-2,50 2,00-2,50 1,75-2,25 0,40-0,60

0,40-0,65 0,40-0,65 0,40-0,65 0,40-0,65 0,40-0,65 0,40-0,65 0,40-0,65 0,90-1,20 0,90-1,20 0,90-1,20 0,90-1,20 0,90-1,20 0,40-0,65 1,00-1,25

- - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - -

0,05 Eletrodos para aços ao Níquel

E8016-C1 E8018-C1 E7015-C1L E7016-C1L E018-C1L E8016-C2 E8018-C2 E7015-C2L E7016-C2L E7018-C2L E8016-C3 E8018-C3

0,12 0,12 0,05 0,05 0,05 0,12 0,12 0,05 0,05 0,05 0,12 0,12

1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25

0,40-1,25 0,40-1,25

0,60 0,80 0,50 0,50 0,50 0,60 0,80 0,50 0,50 0,50 0,80 0,80

0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

- - - - - - - - - -

0,15 -

- - - - - - - - - -

0,35 -

2,00-2,75 2,00-2,75 2,00-2,75 2,00-2,75 2,00-2,75 3,00-3,75 3,00-3,75 3,00-3,75 3,00-3,75 3,00-3,75 0,80-1,10 0,80-1,10

- - - - - - - - - -

0,05 0,05

Eletrodos para aços ao Níquel-Molibdênio E-8018-NM1 0,10 0,80-1,25 0,60 0,02 0,02 0,10 0,40-0,65 0,80-1,10 0,02

Eletrodos para aços ao Manganês-Molibdênio E-9015-D1 E-9018-D1 E-10015-D2 E-10016-D2 E-10018-D2 E-8016-D3 E-8018-D3

0,12 0,12 0,15 0,15 0,15 0,12 0,12

1,00-1,75 1,00-1,75 1,65-2,00 1,65-2,00 1,65-2,00 1,00-1,80 1,00-1,80

0,60 0,80 0,60 0,60 0,80 0,60 0,80

0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

- - - - - - -

0,25-0,45 0,25-0,45 0,25-0,45 0,25-0,45 0,25-0,45 0,40-0,65 0,40-0,65

0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90

- - - - - - -

Eletrodos para todos os outros aços de baixa liga E-XX10-G(A) E-XX11-G(A) E-XX18-G(A) E-9018-M(B) E-10018-M E-11018-M E-12018-M E-7018-W1(C)

- - -

0,10 - - -

0,12

1,00 min. 1,00 min 1,00 min 0,60-1,25 0,75-1,70 1,30-1,80 1,30-2,25 0,40-0,70

0,80 min 0,80 min 0,80 min

0,80 0,60 0,60 0,60

0,40-0,70

- - -

0,030 0,030 0,030 0,030 0,025

- - -

0,030 0,030 0,030 0,030 0,025

0,30 min. 0,30 min. 0,30 min.

0,15 0,35 0,40

0,30-1,50 0,15-0,30

0,20 min. 0,20 min. 0,20 min.

0,35 0,25-0,50 0,25-0,50 0,30-0,55 0,30-0,55

0,50 min. 0,50 min. 0,50min. 1,40-1,80 1,40-2,10 1,25-2,50 1,75-2,50 0,20-0,40

0,10 min. 0,10 min. 0,10 min.

0,05 0,05 0,05 0,05 0,08

CONSUMÍVEIS

28

3.4 - CLASSIFICAÇÃO DE VARETAS DE AÇOS AO CARBONO E BAIXA LIGA PARA SOLDAGEM A OXI-GÁS DE ACORDO COM A ESPECIFICAÇÃO AWS A5.2-92

3.4.1 - Critério de Classificação As varetas para a soldagem a oxi-gás são classificadas tendo como base as propriedades mecânicas do metal de solda na condição “como soldado”. As varetas classificadas para esta especificação são para serem usadas no processo de soldagem a oxi-gás. No entanto, não é proibido o seu uso para qualquer outro processo, no qual eles sejam apropriados.

3.4.2 - Sistema de Classificação A classificação AWS de uma vareta genérica tem a seguinte forma:

R X X X ----- -----------------------

1 2 onde: 1 - R representa uma vareta para soldagem a gás; 2 - Este dígito pode estar representado por 2 ou 3 algarismos, designando, aproximadamente,

o limite de resistência à tração mínimo do metal de solda, em ksi (1 ksi = 1.000 psi). A Tabela 4.16 mostra alguns exemplos de classificação, enquanto a Tabela 4.17 apresenta a composição química da vareta, de acordo com a norma AWS A5.2-92. Tabela 4.16 – Requisitos de limite de resistência mínimo à tração e de alongamento do metal de solda (Especificação AWS A5.2-92)

Limite de Resistência, mínimo Vareta (psi) (MPa)

Alongamento Mínimo, em 25,4

mm (%) R 45 NR *6 NR NR R 60 60.000 410 20 R 65 65.000 450 16 R100 100.000 690 14

R XXX – G *1 xxx ---- NR

*1 NR: Não requerido.

CONSUMÍVEIS

29

R 45 - A vareta R 45 é um aço com um baixo teor de carbono contendo pequenas quantidades de Cu, Cr, Ni, Mo e Al, usado na soldagem de aços ao carbono e C-Mn de baixa resistência, onde o limite de resistência requerido não exceda 45 ksi (310 MPa). Esta vareta também pode ser usado na soldagem do ferro forjado.

R 60 - A vareta R 60 possui uma composição química diferente da composição da vareta

R 45, principalmente para os elementos C, Mn e Si. É comumente utilizada na soldagem de tubos de aços carbono e outras estruturas que exigem maiores requisitos de tenacidade.

R 65 - A vareta R 65 é utilizada na soldagem a gás de aços carbono e de baixa liga,

onde o limite de resistência à tração mínimo é de 65.000 psi. R 100 - A vareta R 100 é uma vareta que por sua composição química destina-se a

soldagem de aços de baixa liga e alta resistência. Possui baixo teor de impurezas. Usuários deste consumível deve estar atentos pois os resultados de tratamentos térmicos realizados no equipamento podem gerar propriedades mecânicas diferentes entre o metal de base e o metal de solda.

R XXX-G - A vareta R XXX - G não possui requisitos de composição química. Sua

definição pode ser estabelecida em acordo entre o comprador e o fornecedor ou fabricante. O valor da resistência a tração será dado de acordo com o resultado do ensaio de tração do metal de solda. Estes valores devem estar limitados aos seguintes números: 45, 60, 65, 70, 80, 90 e 100.

Tabela 4.17 - Requisitos de composição química das varetas de especificação AWS A5.2-92

Percentual (%), em peso a) Classificação

AWS C Mn Si P S Cu Cr Ni Mo Al

R 45 0,08 0,50 0,10 0,035 0,040 0,30 0,20 0,30 0,20 0,02

R 60

0,15

0,90 a

1,40

0,10 a

0,35

0,035

0,035

0,30

0,20

0,30

0,20

0,02

R 65

0,15 0,90

a 1,60

0,10 a

0,70

0,035

0,035

0,30

0,40

0,30

0,20

0,02

R 100

0,18 a

0,23

0,70 a

0,90

0,20 a

0,35

0,025

0,025

0,15

0,40 a

0,60

0,40 a

0,70

0,15 a

0,25

0,02

R XXX-G NR NR NR NR NR NR NR NR NR NR

CONSUMÍVEIS

30

3.5 - CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRODOS DE AÇO INOXIDÁVEL PARA A SOLDAGEMMANUAL A ARCO COM ELETRODO REVESTIDO DE ACORDO COM AESPECIFICAÇÃO AWS A5.4-92

3.5.1 - Critério de Classificação Os eletrodos revestidos são classificados tendo como base:

a) Composição química de metal de solda não diluído (Ver Tabela 4.18); b) Tipo de corrente e posição de soldagem.

3.5.2 - Sistema de Classificação A classificação de um eletrodo genérico, tem a seguinte forma:

E X X X X X - X X ---- ------------------------------------ ---- ----

1 2 3 4 Onde: Dígito 1 – A letra E designa um eletrodo; Dígito 2 – Este dígito pode ser formado ou só por algarismos, ou uma composição entrealgarismos e letras, e se refere à composição química do metal de solda não diluído (verTabela 4.18). Os algarismos iniciais referem-se à composição química definida de acordo com a classificação (designação) AISI [American Iron and Steel Institute]. Exemplos:

- E-308: metal de solda com composição nominal de 19%Cr e 10%Ni para a soldagem dosaços de composição similar tal como 301, 302, 304 e 305 da classificação AISI.

- E-309L: metal de solda com composição nominal de 23,5%Cr e 13%Ni, mas que tem

restrições com respeito ao conteúdo de carbono, não podendo exceder 0,04%C. Por isto, adenominação 309 vai acompanhada da letra “L”, inicial de LOW, do inglês “baixo”significando baixo carbono.

CONSUMÍVEIS

31

TABELA 4.18

32

Dígito 3 - Este dígito refere-se às posições em que o eletrodo pode ser empregado comresultados satisfatórios.

- EXXX-1X: o algarismo 1 (um) indica que o eletrodo pode ser usado em todas as posições,porém na prática, os eletrodos apresentam desempenho satisfatório para soldagem em todas as posições apenas para os diâmetros até 4 mm. Para diâmetros superiores a 4 mm, odesempenho só é satisfatório nas posições horizontal (apenas para solda em ângulo) e plana.

- EXXX-2X: o algarismo 2 (dois) indica que o desempenho do eletrodo só é satisfatório na posição

horizontal (apenas para solda em ângulo) e na posição plana. Dígito 4 - Este dígito refere-se ao tipo de corrente em que o eletrodo deve ser utilizado, e emcombinação com o anterior indica os tipos e/ou características do revestimento.

- EXXX-15: este eletrodo deve ser utilizado em corrente contínua e ligado ao pólo positivo (CC+), ou seja, polaridade inversa. Os elementos químicos da composição destes eletrodos estãototalmente incorporados na alma e o revestimento está constituído por elementos calcários,similar ao E-7015 da especificação AWS A5.1.91.

- EXXX-16: este eletrodo pode ser utilizado em corrente alternada (CA) ou em corrente contínua

com polaridade inversa (CC+). Iguais aos anteriores, estes eletrodos têm elementos químicos totalmente integrados a alma e o revestimento está constituído por dióxido de titânio (TiO2) e silicato de potássio (K), similar ao E6013 da especificação AWS A5.1-91.

- EXXX-17: o revestimento destes eletrodos é uma modificação do EXXX-16, onde parte do

dióxido de titânio é substituído por sílica (SiO2), similar ao E-6019 da especificação AWS A5.1-91. Operam com corrente alternada (CA) e contínua (CC+) e embora sejam recomendados para uso em todas as posições, os eletrodos de diâmetros maiores de 4,8 mm não são recomendados para as posições vertical e sobre-cabeça.

- EXXX-25: as características operacionais e o tipo de revestimento deste eletrodo é similar a

designação 15, só que a alma está constituída por um arame de aço doce e os elementos de liga se encontram no revestimento. Por este motivo, usa-se intensidades de corrente maiores, quando comparados com o EXXX-15. Os eletrodos EXXX-25 são recomendados somente para serem usados nas posições plana (topo e ângulo) e horizontal (solda de ângulo).

- EXXX-26: tanto o tipo de revestimento como as características operativas destes eletrodos são

similares ao eletrodo EXXX-16, só que, como no caso anterior, a alma está constituída por umaço doce e os elementos de liga estão no revestimento. Por este motivo, usa-se intensidades de corrente maiores, quando comparados com o EXXX-16. Os eletrodos EXXX-26 são recomendados para serem usados nas posições plana (topo e ângulo) e horizontal (solda deângulo). NOTA: Os eletrodos EXXX-25 e EXXX-26 também são denominados “Eletrodos Sintéticos”.

CONSUMÍVEIS

33

3.6 - CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRODOS NUS (ARAMES) E VARETA DE AÇOINOXIDÁVEL PARA SOLDAGEM DE AÇO INOXIDÁVEL DE ACORDO COM AESPECIFICAÇÃO AWS A5.9-93

Esta especificação apresentam as exigências para a classificação dos seguintes consumíveisde aço inoxidável: eletrodo nu (arame), vareta, fita e metal cored (tipo de arame tubular quepossui núcleo metálico).

3.6.1 - Critérios de Classificação

Os consumíveis do tipo arame, vareta e fita enquadrados nesta especificação sãoclassificados tendo como base a composição química do próprio consumível.Para o consumível "metal cored", este é classificado tendo como base a composição químicado metal depositado.

3.6.2 - SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO

A classificação de um eletrodo/vareta genérica tem a seguinte forma:

E R X X X X X ---- ---- ------------------------------------

1 2 3

Onde:

Dígito 1 - A letra E designa um eletrodo;

Dígito 2 - A letra R designa uma vareta;.19.

CONSUMÍVEIS

34

Dígitos 1 + 2 - As letras ER, quando utilizadas juntas, referem-se ao consumívelque pode ser fornecido ou sob a forma contínua (exemplo: arame[eletrodo nu], fita, metal cored) ou sob a forma de vareta.

São os seguintes processos de soldagem que se utilizam destes consumíveis:GTAW, GMAW e, SAW.

NOTA:

Quando o consumível a ser utilizado for do tipo "metal cored", a letra"R" deverá ser substituída pela letra "C": EC.

Quando o consumível a ser utilizado for do tipo "fita", a letra "R"deverá ser substituída pela letra "Q": EQ.

Dígito 3 – Este dígito pode ser formado ou só por algarismos, ou umacomposição entre algarismos e letras, e se refere à composiçãoquímica do consumível de soldagem (caso dos arames, varetas efitas) ou se refere à composição química do metal de solda nãodiluído (caso do “metal cored”). Os algarismos iniciais referem-se àcomposição química definida de acordo com a classificação(designação) AISI [American Iron and Steel Institute]. Ver Tabela4.19.

Exemplos:

ER308 - Composição química conforme Tabela 4.19.

ER308L - Mesma composição química do ER308, mas com menor teor decarbono.

ER308MoL - Mesma composição química do ER308L, mas com teor demolibdênio de 2 a 3%.

CONSUMÍVEIS

35

TABELA 4.19

36

3.7 - CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRODOS DE AÇO CARBONO E FLUXOSPARA SOLDAGEM A ARCO SUBMERSO DE ACORDO COM AESPECIFICAÇÃO AWS A5.17-97

3.7.1 - Critério de Classificação:

Os arames e fluxos cobertos por esta especificação são classificados tendo comobase:

1. Propriedades mecânicas do metal de solda, usando o fluxo em combinaçãocom qualquer um dos eletrodos classificados nesta especificação.

2. Condição do tratamento térmico no qual as propriedades mecânicas sãoobtidas.

3. Composição química do eletrodo, para o caso de arames sólidos, ou do metalde solda (utilizando um determinado fluxo) para os eletrodos compósitos(exemplo: arame tubular).

Nota: Importante salientar que, quando um fluxo é fabricado, ele não tem, aprincípio, uma classificação AWS. Quando este fluxo é utilizado com umdeterminado arame, este fluxo terá uma classificação AWS de acordo com osresultados alcançados nesta combinação (fluxo – arame). Combinando este fluxoem questão com um novo arame (outra classificação AWS), uma novaclassificação AWS para este fluxo será designada, visto que este segundo arameusado possuía diferente composição química daquele primeiro arame.

CONSUMÍVEIS

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3.7.2 - Sistema de Classificação A classificação de uma combinação genérica de um fluxo com um arame tem a seguinteforma:

F S X X X - E X X X K ---- ---- ---- ---- ---- --- ---- ------------- ---- 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Onde: Dígito 1 - A letra F designa um fluxo; Dígito 2 - A letra S indica se o fluxo em uso foi produzido pela trituração de uma

escória previamente fabricada ou produzido por uma mistura formada por uma parte triturada e uma parte “virgem”. A omissão da letra S significaque o fluxo em questão é do tipo “virgem”.

Dígito 3 - Este dígito refere-se ao limite de resistência à tração mínimo do metal

depositado proveniente de uma combinação entre fluxo e arame. Exemplos: FX6X - EXXX -Faixa do limite de resistência à tração entre 60.000 e 80.000 psi (430 e

560 MPa), onde o algarismo 6 indicado tem relação com o limite mínimoda faixa.

FX7X - EXXX -Faixa do limite de resistência à tração entre 70.000 e 95.000 psi (480 e

660 MPa), onde o algarismo 7 indicado tem relação com o limite mínimoda faixa.

Dígito 4 - Designa a condição de tratamento térmico na qual os testes foram

conduzidos: “A” refere-se à condição “Como Soldado” e “P” ao tratamento térmico após soldagem. O tempo e a temperatura deste tratamentotérmico estão contemplados no corpo da especificação A5.17.

Dígito 5 - Este dígito refere-se à maior temperatura em que se efetuou o ensaio de

impacto (charpy com entalhe em V), obtendo-se valores de no mínimo 27J para o metal de solda.

CONSUMÍVEIS

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Exemplos:

- FXXXZ - EXXX - A letra Z refere-se a ensaio de impacto não requerido;

- FXXX0 - EXXX - O algarismo 0 (zero) refere-se à temperatura mínima de 0ºCpara o ensaio;

- FXXX2 - EXXX - O algarismo 2 refere-se à temperatura mínima de -20ºC parao ensaio;




- FXXX6 - EXXX - O algarismo 6 refere-se à temperatura mínima de -60ºC parao ensaio.

Dígito 6 - A letra E designa um eletrodo, e as letras EC indicam eletrodocomposto (similar ao arame tubular). A omissão da letra “C” indicaque o consumível em questão é um arame sólido.

Dígito 7 - As letras L, M e H, que podem aparecer neste campo, referem-se a:

L (low) -Eletrodo com baixo teor de manganês (faixa: 0,25% -0,60%);M (medium) -Eletrodo com médio teor de manganês (faixa: 0,80% -1,40%);H (high) -Eletrodo com alto teor de manganês (faixa: 1,30% -2,20%).

Dígito 8 - Este dígito, representado por 1 ou 2 algarismos, refere-se ao teorde carbono do eletrodo conforme Tabela 4.20;

Dígito 9 - A letra K indica que o eletrodo foi fabricado com aço acalmado aosilício.

CONSUMÍVEIS

39

3.7.3 - Eletrodos

A especificação prevê 12 tipos de eletrodos agrupados em 3 classes como mostradona Tabela 4.20.

Tabela 4.20 -Composição química dos eletrodos para soldagem a arco submerso declassificação AWS A 5.17-97

COMPOSIÇÃO QUÍMICA - PERCENTUAL EM PESO (a) (b)CLASSIFICAÇÃOAWS Carbono Manganês Silício Enxofre Fósforo Cobre

(c)

EL8EL8KEL12

0,100,10

0,04 a 0,14

0,25 a 0,600,25 a 0,600,25 a 0,60

0,070,10 a 0,25

0,10

0,0300,0300,030

0,0300,0300,030

0,350,350,35

EM11KEM12EM12KEM13KEM14K (d)

EM15K

0,07 a 0,150,06 a 0,150,05 a 0,150,06 a 0,160,06 a 0,190,10 a 0,20

1,00 a 1,500,80 a 1,250,80 a 1,250,90 a 1,400,90 a 1,400,80 a 1,25

0,65 a 0,850,10

0,10 a 0,350,35 a 0,750,35 a 0,750,10 a 0,35

0,0300,0300,0300,0300,0250,030

0,0250,0300,0300,0300,0250,030

0,350,350,350,350,350,35

EH11KEH12KEH14

0,06 a 0,150,06 a 0,150,10 a 0,20

1,40 a 1,851,50 a 2,001,70 a 2,20

0,80 a 1,150,25 a 0,65

0,10

0,0300,0250,030

0,0300,0250,030

0,350,350,35

EC1 (e) 0,15 1,80 0,90 0,035 0,035 0,35

CONSUMÍVEIS

40

3.8 - CLASSIFICAÇÃO DOS METAIS DE ADIÇÃO DE AÇOS AO CARBONO PARA ASOLDAGEM POR ARCO COM GÁS DE PROTEÇÃO DE ACORDO COM AESPECIFICAÇÃO AWS 5.18-2001

3.8.1 - Critério de Classificação Os metais de adição desta especificação do tipo arame sólido e vareta são classificados com base na composição química dos próprios consumíveis e nas propriedades mecânicasdo metal de solda, na condição “como soldado”. Os metais de adição desta especificação do tipo metal cored (similar ao arame tubular, porém com seu núcleo formado por material totalmente metálico) são classificados com base na composição química e nas propriedades mecânicas do metal de solda, na condição“como soldado”.

3.8.2 - Sistema de Classificação A classificação genérica de um arame sólido ou vareta para soldagem a arco com gás de proteção de aços ao carbono tem a seguinte forma:

E R X X S - X ------------- ------------ ----- -----

1 2 3 4

Onde: Dígito 1 - As letras ER, quando utilizadas juntas, referem-se ao consumível na forma de

eletrodo, vareta ou arame, aplicável em processos de soldagem GMAW (MIG /MAG), GTAW e PAW (Plasma);

Dígito 2 - Estes dígitos indicam o limite de resistência à tração do metal depositado,

em Ksi (1 Ksi = 1.000 psi). Exemplo: ER70S-X = 70.000 Lbs/pol2 = 500 MPa Dígito 3 - A letra S designa vareta ou arame sólido; Dígito 4 - Este sufixo indica a composição química do arame ou vareta.

CONSUMÍVEIS

41

A classificação genérica relativa ao consumível do tipo “metal cored” (similar aoarame tubular) para soldagem a arco com gás de proteção de aços ao carbonotem a seguinte forma:

E X X C - X X ---- ------------- ----- ---- ----- 1 2 3 4 5

Onde:


Dígito 2 - Estes dígitos indicam o limite de resistência à tração do metaldepositado, em Ksi (1 Ksi = 1000 psi). Exemplo: ER70S-X=70.000Lbs/pol2 = 500 MPa;

Dígito 3 - A letra C designa um consumível composto do tipo “metal cored”;

Dígito 4 - Este dígito indica a composição química do metal de solda.

Dígito 5 - Este dígito pode apresentar a letra “C” que representa o gás CO2(100%) e a letra “M” representa uma mistura gasosa do tipo 75 ~80% Argônio com balanço com CO2.

A Tabela 4.21 mostra a composição química do arame sólido e da vareta(ERXXS-S), como também a do metal de solda (EXXC-X). A Tabela 4.22apresenta as propriedades mecânicas do metal de solda da especificação AWS A5.18-2001

CONSUMÍVEIS

42

TABELA 4.21

43

TABELA 4.22

44

3.9 - CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRODOS DE AÇO AO CARBONO PARA SOLDAGEM A ARCO COM ARAME TUBULAR DE ACORDO COM A ESPECIFICAÇÃO AWS A5.20-95

3.9.1 - Critério de Classificação Os eletrodos tubulares para soldagem a arco de aço-carbono estão classificados com base nos seguintes fatores: a) Propriedades mecânicas do metal de solda, na condição de “como soldado”; b) Posição de soldagem; c) Uso ou não de uma proteção externa; d) A adequabilidade para aplicações de um único passe, ou em passes múltiplos; e) Tipo de corrente.

3.9.2 - Sistema de Classificação A classificação genérica de um eletrodo tubular para soldagem de aços carbono tem a seguinte forma:

E X X T - X X M ----- ----- ----- ----- ------------- ------ 1 2 3 4 5 6

Onde: Dígito 1 - A letra E designa um eletrodo; Dígito 2 - Este dígito indica o limite de resistência à tração mínimo do metal

depositado 10 ksi (1 ksi = 1.000 psi) nas condições de como soldado, ver Tabela 4.23

Tabela 4.23- Exemplo do significado do 1o e 2o dígito (consumíveis de espec. AWS A5.20-95)

LIMITE DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO MÍNIMO CLASSIFICAÇÃO AWS Lb/pol2 (psi) MPa

E6XT-X E7XT-X

60.000 70.000

415 480

CONSUMÍVEIS

45

Dígito 3 -Este dígito indica a posição de soldagem para o qual o eletrodo é recomendado;

0 - Posição plana e horizontal (solda em ângulo) 1 - Todas as posições

Dígito 4 -Indica um eletrodo tubular com núcleo fluxado; Dígito 5 -Indica a utilização e a característica de desempenho, ver Tabela 4.24.

Tabela 4.24 - Significado do 5o dígito na especificação AWS A5.20-95

TÉCNICA, PROTEÇÃO E POLARIDADE CLASSIFICAÇÃO

AWS Técnica Operativa Proteção Externa Corrente / Polaridade

E XX T-1 E XX T-1M E XX T-2 E XX T-3 E XX T-4 E XX T-5 E XX T-6 E XX T-7 E XX T-8 E XX T-9 E XX T-10 E XX T-11 E XX T-G E XX T-GS

Passes simples ou múltiplos Passes simples ou múltiplos Passe simples Passe simples Passes simples ou múltiplos Passes simples ou múltiplos Passes simples ou múltiplos Passes simples ou múltiplos Passes simples ou múltiplos Passes simples ou múltiplos Passe simples Passes simples ou múltiplos Passes simples ou múltiplos Passe simples

CO2

75~80%Ar /bal. CO2

Nenhuma Nenhuma

CO2 Nenhuma Nenhuma Nenhuma

CO2 Nenhuma Nenhuma

*(A)

*(A)

c.c. / inversa c.c. / inversa c.c. / inversa c.c. / inversa c.c. / inversa

c.c. / inv. ou direta c.c. / inversa c.c. / direta c.c. / direta

c.c. / inversa c.c. / direta

*(A) *(A)

NOTA: Os requisitos de proteção gasosa, corrente e polaridade podem ser estabelecidos, em

acordo entre o comprador e o fornecedor ou fabricante. Dígito 6 -Indica se o arame tubular foi homologado com uma mistura gasosa do tipo 75 ~ 80% Argônio / balanço CO2.

CONSUMÍVEIS

46

3.10 - CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRODOS DE AÇO INOXIDÁVEL PARA ASOLDAGEM A ARCO COM ARAME TUBULAR E VARETAS COM NÚCLEOFLUXADO DE AÇO INOXIDÁVEL PARA SOLDAGEM GTAW (TIG) DE ACORDOCOM A ESPECIFICAÇÃO AWS A5.22-95

3.10.1 - Critério de Classificação Os arames tubulares e varetas de núcleo fluxado para soldagem de aços resistentes àcorrosão, ao cromo e ao cromo-níquel estão classificados com base nos seguintesfatores: a) Composição química do metal de solda, b) Posição de soldagem; c) Meio de proteção empregado durante a soldagem,e d) Tipo de corrente utilizada.

3.10.2 - Sistema de Classificação A classificação genérica de um eletrodo tubular para soldagem de aço cromo e açocromo-níquel tem a seguinte forma:

E X X X X X T X - X ----- ------------------------------------ ----- ----- -----

1 2 3 4 5 Onde: Dígito 1 - A letra E designa um eletrodo; Dígito 2 – Este dígito pode ser formado ou só por algarismos, ou uma composição

entre algarismos e letras, e se refere à composição química doconsumível de soldagem (caso dos arames, varetas e fitas) ou se refere àcomposição química do metal de solda não diluído (caso do “metal cored”).Os algarismos iniciais referem-se à composição química definida de acordo com a classificação (designação) AISI [American Iron and SteelInstitute].

CONSUMÍVEIS

47

Dígito 3 Indica se tratar de um eletrodo tubular com núcleo fluxado;

Dígito 4 - Refere-se a posição de soldagem:

0 - Posição plana e horizontal (solda em ângulo)1 - Todas as posições.

Dígito 5 - Indica o meio de proteção, a corrente e polaridade empregadasdurante a

soldagem e o processo de soldagem. Os meios de proteção cobertospor

esta especificação incluem:

ClassificaçãoAWS Meio de Proteção Corrente Processo

EXXXTX-1 CO2 CC+ FCAWEXXXTX-3 Sem proteção externa CC+ FCAWEXXXTX-4 75 a 80% Ar + CO2 CC+ FCAWRXXXTX-5 100% Ar CC - GTAW

EXXXTX-G Não especificada Nãoespecificada FCAW

RXXXT1-G Não especificada Nãoespecificada GTAW

CONSUMÍVEIS

48

3.11 - CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRODOS DE AÇO BAIXA LIGA PARASOLDAGEM A ARCO COM ARAME TUBULAR DE ACORDO COM AESPECIFICAÇÃO AWS A5.29-98

3.11.1 - Critério de Classificação

Os eletrodos tubulares para a soldagem a arco de aços baixa liga sãoclassificados com base nos seguintes fatores:

a) Propriedades mecânicas do metal de solda;b) Posição de soldagem;c) Uso de gás para proteção externa;d) Tipo de corrente;e) Composição química do metal de solda depositado.

3.11.2 - Sistema de Classificação

A classificação genérica de um eletrodo tubular para soldagem de aços baixa ligatem a seguinte forma:

E X X X T X - X M ----- ------------- ----- ---- ---- ----- -----

1 2 3 4 5 6 7Onde:


Dígito 2 - Este dígito pode ser representado com um ou dois algarismos e serefere a faixa de valores de resistência à tração do metal de solda em 10 ksi (1 ksi= 1000 psi) nas condições como soldado, ver Tabela 4.25.

CONSUMÍVEIS

49

Tabela 4.25 - Significados do 2o dígito para consumíveis de especificação AWS A5.29-98

FAIXA DA RESISTÊNCIA À TRAÇÃOClassificaçãoAWS Lb/pol2 MPa

E 6XTX-XE 7XTX-XE 8XTX-XE 9XTX-XE 10XTX-XE 11XTX-XE 12XTX-XE XXXTX-X

60.000 a 80.00070.000 a 90.000

80.000 a 100.00090.000 a 110.000

100.000 a 120.000110.000 a 130.000120.000 a 140.000

*(a)

410 a 550480 a 620550 a 690620 a 760690 a 830760 a 900830 a 970

*(a)

NOTA: Os requisitos de resistência à tração deste eletrodo será estabelecido emacordo entre o comprador e o fornecedor ou fabricante.

Dígito 3 - Este dígito indica a posição de soldagem para o qual o eletrodo éRecomendado.

0 - Posição plana e horizontal1 - Todas as posições

Dígito 4 - Indica se tratar de um arame tubular com núcleo fluxado;

Dígito 5 - Indica a utilização e o desempenho do consumível, ver Tabela 4.26.

CONSUMÍVEIS

50

Tabela 4.26 - Significado do 5o dígito para consumíveis enquadrados na especificação AWS A5.29-86

Classificação AWS Técnica Operativa Proteção Externa Corrente /

Polaridade

E XXT1-X E XXT1-XM E XXT4-X E XXT5-X E XXT8-X E XXTX-G

Passe simples ou múltiplosPasse simples ou múltiplosPasse simples ou múltiplosPasse simples ou múltiplosPasse simples ou múltiplosPasse simples ou múltiplos

CO2

75~80%Ar+ CO2 não CO2 não N.E.

c.c. / inversa c.c. / inversa c.c. / inversa c.c. / inversa c.c. / direta

N.E.

Dígito 6 - Este dígito designa a composição química do metal depositado NOTA: As composições químicas específicas nem sempre são identificadas na

especificação, com as propriedades mecânicas específicas. A especificação exige que o fornecedor inclua as propriedades mecânicas para um eletrodo particular, na classificação desse eletrodo. Assim, por exemplo, uma designação de um eletrodo como E80T5-Ni3, EXXT5, não é uma classificação completa.

Dígito 7 - Indica se o arame tubular foi homologado com uma mistura gasosa do tipo 75 ~ 80% Argônio / balanço CO2.

CONSUMÍVEIS

51

4 - AGRUPAMENTO DOS MATERIAIS DE ADIÇÃO (ELETRODOS, ARAMES,FLUXOS, ETC)

O código ASME (American Society of Mechanical Engineers [SociedadeAmericana de Engenheiros Mecânicos]) Seção II Parte C utiliza o mesmo sistemade especificações e classificações da AWS (American Welding Society [SociedadeAmericana de Soldagem]), como por exemplo:

ASME AWS

Especificação: SFA-5.1 = A 5.1Classificação: E 7018 = E 7018

Utilizando as especificações AWS, o código ASME agrupa os metais de adição eos designa com um número denominado F Number. Esta designação ordena osmetais de adição em função da dificuldade que oferecem aos soldadores eoperadores de soldagem, quanto à execução de soldas isentas de defeitos. VerTabela 4.27. Os F Numbers listados nessa tabela são relativos apenas aosconsumíveis utilizados na soldagem de aços ao carbono e inoxidáveis.

CONSUMÍVEIS

52

F NUMBER

ESPECIFICAÇÃO AWS

CLASSIFICAÇÃO AWS OBS

SFA-5.1 EXX20/22/24/27/28 Eletrodos de diversos revestimentos que trabalham em posição plana e horizontal

SFA-5.4 EXXX(X)-25/26 Eletrodo para aço inoxidável.

1

SFA-5.5 EXX20-X/27-X Aços baixa-liga SFA-5.1 EXX12/13/14/19 Eletrodos de revestimento rutílico e rutilo-

ácido 2

SFA-5.5 E(X)XX13-X Eletrodos de revestimento rutílico SFA-5.1 EXX10/11 3 SFA-5.5 E(X)XX10-X/11-X

Eletrodos de revestimento celulósico

SFA-5.1 EXXX-15/16/18/18M/48 Eletrodos de revestimento básico (baixo hidrogênio)

SFA-5.4 EXXX(X)-15/16/17 Eletrodos outros sem ser austeníticos e duplex

4

SFA-5.5 E(X)XX15-X/16-X/18-X/18M/18M1

Eletrodos de revestimento básico (baixo hidrogênio)

5 SFA-5.4 EXXX(X)-15/16/17 Eletrodos austeníticos e duplex 6

SFA-5.2/SFA-5.9/ SFA-5.17/ SFA-5.18 SFA-5.20/ SFA-5.22 SFA-5.23/ SFA-5.25 SFA-5.26

*

*

NOTA: * Neste F Number 6, se agrupam todos os outros consumíveis de soldagem, tais como: arames sólidos e tubulares para soldagem com proteção gasosa ou não, processos GMAW e FCAW; varetas para soldagem GTAW; arames e fluxos para soldagem a arco submerso SAW; arames para solda oxi-gás FOW, etc. Esse agrupamento visa reduzir, sempre que possível, a quantidade das qualificações de desempenho, o que não significa que os metais de adição, ainda que pertencendo a um mesmo grupo, possam substituir indiscriminadamente os metais usados nos testes de qualificação. (Este tema é tratado mais amplamente no Módulo 11: “Qualificação de Procedimentos e Soldadores”)

Tabela 4.27 –F Number de eletrodos, arames, para qualificação de Soldadores eOperadores

CONSUMÍVEIS

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ELETRODO UTILIZADO NO PROCESSO ELETRODO UTILIZADO NO PROCESSO ELETRODO REVESTIDOELETRODO REVESTIDO

CONSUMÍVEIS

54

ARAME UTILIZADO NO PROCESSO ARAME UTILIZADO NO PROCESSO OXIACETILENOOXIACETILENO

CONSUMÍVEIS

55

ARAME UTILIZADO NO PROCESSO MIG/MAGARAME UTILIZADO NO PROCESSO MIG/MAG

CONSUMÍVEIS

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CILINDRO DE GÁS COMBUSTÍVELCILINDRO DE GÁS COMBUSTÍVEL

CONSUMÍVEIS

57

ARAME UTILIZADO NO PROCESSO TIGARAME UTILIZADO NO PROCESSO TIG

CONSUMÍVEIS

58

FLUXO PARA ARCO SUBMERSO

CONSUMÍVEIS

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ARAME UTILIZADO NO PROCESSO ARCO ARAME UTILIZADO NO PROCESSO ARCO SUBMERSOSUBMERSO

CONSUMÍVEIS

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