livro técnicas em soldagem

1 Técnicas em Soldagens Eletrodo Revestido World’s Qualificação Profissional LTDA

WORLD’S

QUALIFICAÇÃO

PROFISSIONAL

PROCESSO A ARCO ELÉTRICO

ELETRODO REVESTIDO (SMAW)

Criativa


Este trabalho foi elaborado exigindo-se

meses de pesquisa e estudo, possui trechos

tirados de vários trabalhos científicos e de

páginas da web, além de fazer parte

integrante do curso de técnicas em soldagens

da World’s Qualificação Profissional.

Os assuntos abordados neste primeiro

volume estão relacionados à teoria e conceitos

primitivos que servirão de base para aplicação

nos processos de soldagem por eletrodo

revestido, esperamos que este volume sane as

suas dúvidas e curiosidades iniciais, seria

impossível esgotar os assuntos relacionados às

Técnicas e Processos de soldagem, mas

abordamos aqui neste primeiro volume, em

uma linguagem simples e acessível tudo que

um profissional gabaritado deve conhecer

para exercer a função de soldador com

competência, este livro é o primeiro volume e

faz parte integrante da coleção Técnicas em

Soldagens da editora.

Todos os Direitos Reservados. Copyright 2011

Juliana Freitas Martins

Diretora de Ensino Tecnológico

Professor Instrutor Colaborador

Douglas Santos


CURSO TÉCNICAS EM SOLDAGENS

O progresso alcançado no campo da

soldagem, bem como o desenvolvimento de

processos e tecnologias avançadas nos últimos

anos, é resultado de uma exaustiva busca de

aprimoramento e aperfeiçoamento das técnicas,

e o conhecimento dessas tecnologias é tão

importante, que todo aquele que não possuir uma

mentalidade aberta, capaz de assimilar novas

idéias, será ultrapassado e incapacitado para o

atual ritmo do progresso industrial.

E em todos os setores relacionados com o

trabalho industrial, o profissional deve estar

consciente de suas atividades como um todo,

bem como dos riscos decorrentes da utilização

dos equipamentos manuseados. Deseja-se ainda,

que o mesmo possa adotar medidas capazes de

eliminar ou pelo menos minimizar acidentes e

desperdícios, permitindo o desempenho do

trabalhado de forma segura e eficaz.

Este volume 1 “Eletrodo Revestido-Teoria” se

destina ao acompanhamento das aulas teóricas,

sendo complementado com vídeos, palestras,

imagens e experiências vivenciadas. Através dele

são apresentados os princípios básicos envolvidos

na soldagem, descrevendo os tipos de

equipamentos, consumíveis, EPI’s etc.


1.0 NOÇÕES DE ELETRICIDADE APLICADA À SOLDAGEM

1.1 CORRENTE ELÉTRICA

Dá-se o nome de corrente elétrica ao movimento ordenado de

cargas elétricas de um corpo.

Há dois tipos de corrente elétrica usados em máquinas de

soldagem: a corrente contínua e a corrente alternada.

CORRENTE CONTÍNUA ( = )

Uma corrente é chamada de continua ou constante quando o

seu valor não se altera com o tempo, podemos tomar como

referências de geradores de correntes contínua as pilhas e as

baterias frequentemente utilizadas em nosso cotidiano.

Resumindo a corrente contínua é aquela que circula sempre no

mesmo sentido. A fonte fornecedora de corrente (gerador de

solda, Bateria, Inversor ou Retificador de Solda) mantém constante

sua polaridade, ou seja, o borne negativo será sempre negativo e

o borne positivo será sempre positivo; borne é onde é encaixado

os cabos na máquina de solda.

A Figura a seguir mostra o aspecto físico, símbolo e curva da

corrente contínua em função do tempo.

CORRENTE ALTERNADA (~)

É aquela que passa através de um corpo sofrendo inversão de

sentido em intervalos regulares de tempo, caminhando primeiro

num sentido e depois no outro, usado com mais frequência em

+ -

GERADOR

PEÇA

ELETRODO

U(V)

xV

t(s)


máquinas transformadoras. Cada borne hora será negativo, hora

será positivo. Em soldagens a troca de polaridade pode se dar a

cada interrupção do arco elétrico.

Segue abaixo representação gráfica da corrente alternada.

INTENSIDADE DA CORRENTE ELÉTRICA

A corrente elétrica, seja ela alternada ou contínua, pode ter sua

intensidade medida. Para medir a intensidade da corrente, usa-se

a unidade de medida chamada AMPÈRE, que é representado

pela letra A. Portanto é correto dizer que, num determinado

instante, a intensidade da corrente circulante pelo eletrodo é de 5

a 200 A.

1.2 TENSÃO ELÉTRICA

Já foi visto que a corrente elétrica é um movimento ordenado de

cargas elétricas através de um corpo. Essas cargas, porém, não se

movem sem que haja uma força atuando sobre elas, fazendo-as

circularem. A essa força atuante, dá-se o nome de tensão

elétrica. Portanto, tensão elétrica é a força que movimenta as

cargas elétricas através de um corpo e que tem, como unidade

de medida, o volt, que é representado pela letra V.

1.3 RESISTÊNCIA ELÉTRICA

É a dificuldade que um corpo oferece à passagem da corrente

elétrica. Sua unidade de medida é o ohm, que é representado

pela letra grega Ω . Ao atravessar um corpo, a corrente elétrica

encontra dificuldade e gera calor. Esse calor pode ser desejável,

como é o caso do chuveiro elétrico, ou indesejável, como no caso

de um mau contato numa conexão elétrica. Na soldagem

elétrica, deve-se evitar o aquecimento indesejável em:

± ±

TRANSFORMADOR

PEÇA

ELETRODO

U(V)

xV

t(s)


a) mau contato entre o grampo-terra e a massa; Ligação à massa

suja, solta ou com material intermediário.

b) mau contato entre o cabo elétrico e o porta-eletrodo,

danificado, parafuso mal ajustado, fios quebrados ou mesmo

desgaste por uso.

c) mau contato entre terminais do cabo elétrico e os bornes da

máquina; bornes mal ajustados/frouxos, cabos danificados,

quebrados e desgastados.

d) Grampo-terra ou cabos danificado, quebrado, desgastado

pelas altas temperaturas, ou com a mola gasta, o que ocasiona

vários mini curtos depredando o mesmo na área de contato.

Observação: Ao fazer uma conexão elétrica, deve-se ter o

cuidado de executá-la corretamente, para que não ocorra mal

contato e consequentemente perda de energia elétrica, gerando

aquecimento indesejável.

1.4 MATERIAIS CONDUTORES

São corpos que permitem a passagem da corrente elétrica com

relativa facilidade. Os mais usados são o cobre e o alumínio.


1.5 -MATERIAIS ISOLANTES

São corpos que, dentro de uma determinada faixa de tensão, não

permitem a passagem da corrente elétrica. Os mais usados são a

borracha, a mica, a porcelana e a baquelita.

2.0 - ARCO ELÉTRICO

É a passagem da corrente elétrica de um polo (peça) para outro

(eletrodo), desde que seja mantido entre eles um afastamento

conveniente. Esse afastamento, chamado de comprimento do

arco, deve ter aproximadamente um diâmetro e meio do núcleo

do eletrodo.

Observe:

O calor intenso produzido pelo arco elétrico funde a ponta do

eletrodo e a parte da peça tocada por este, formando a solda.

Além de seu papel de fonte de calor, o arco elétrico ainda

conduz as gotas de metal, depositando-as de encontro à peça, o

que permite executar soldas na posição sobre cabeça.

Solda de ponta cabeça, o arco impulsiona as gotas de metais em fusão possibilitando as mais

variadas posições de soldagens.

Afastamento

Este afastamento é

determinante no tamanho

e propriedades do arco

elétrico e do cordão de

Núcleo ou alma do eletrodo

Revestimento do eletrodo, age como

proteção do arco, podendo também atuar

como catalisador

ISOLANTE CONDUTOR


2.1 -OBTENÇÃO DA CORRENTE ELÉTRICA

Nas soldagens, a corrente elétrica pode ser obtida por meio de

máquinas de solda que podem ser Máquinas de solda Geradora,

Máquinas Transformadora, Máquinas Retificadora e Inversoras

Eletrônica.

a) MÁQUINA DE SOLDA GERADORA

Fornece apenas corrente contínua, são máquinas rotativas que

possuem um motor elétrico ou motor de combustão interna,

acoplado a um gerador de corrente elétrica, contínua, destinada

à alimentação do arco elétrico, Quando acoplados a motores

elétricos, necessitam de uma rede elétrica trifásica, com tensões

de 220/380/440V. Os geradores resistem bem aos trabalhos de

soldagem de longa duração, à plena carga.

Princípio do gerador

No gerador, tem-se um rotor com bobinas que gira no campo

magnético. As bobinas contidas no rotor produzem corrente que

será retirada através de coletores, resultando uma corrente

contínua de saída para alimentar o arco. Observe abaixo.

Rotor

Estator Ventilador Induzido

Escovas

CC Coletor Exitação


Emprego dos geradores

Os geradores são largamente empregados por apresentarem os

seguintes recursos:

Permitem o uso de todos os tipos de eletrodo devido à

corrente contínua;

Gera sua própria energia através do acoplamento de um

dispositivo girante, que pode ser um trator, motor a

combustão, roda d’água, motores elétricos, etc. São muito

usados em trabalho de campo por sua versatilidade.

Podem ser de pequeno, médio e grande porte, dependendo da

exigência do trabalho a ser realizado.

Manutenção dos geradores

Por possuírem partes girantes, é necessário que se estabeleça um

plano de manutenção e lubrificação. Os coletores exigem uma

limpeza planejada, bem como uma troca periódica de suas

escovas.

Os geradores de corrente contínua apresentam, como

desvantagem, o alto custo de aquisição em relação aos demais,

bem com um alto custo de manutenção, por possuírem partes

móveis, entretanto, apresentam de positivo a melhor estabilidade

do arco elétrico.

b) MÁQUINA DE SOLDA TRANSFORMADORA

Geralmente é um transformador usado em soldagens, pode

possuir um ou vários bornes, conforme visto acima, as máquinas

transformadoras fornecem apenas corrente alternada, para obter

corrente contínua à partir de uma máquina de solda

transformadora, a máquina de solda, que é basicamente um

transformador, deve ter um conjunto retificador onde a tensão de

saída do transformador é retificada e usada para as soldas em CC

e CA. Os transformadores de soldagem podem apenas ser

conectados à corrente alternada e fornecem somente esse tipo

de corrente.

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Isso está relacionado com a contínua variação do campo

magnético na bobina primária, onde circula apenas corrente

alternada. Essa constante variação ou alternância do campo

magnético gera corrente na bobina secundária.

Nos transformadores, modifica-se apenas a tensão da corrente

alternada. Pode ser do tipo monofásico ou trifásico e ser

alimentado com tensões de 110, 220, 380 e 440v.

Os transformadores, sendo máquinas para soldagem com

corrente alternada, não têm polaridade definida e só permitem o

uso de eletrodos apropriados para esse tipo de corrente.

A máquina normalmente dispõe de dois terminais para ligação de

cabo terra e porta-eletrodo

Representação esquemática de um transformador de solda de

alta potência com comutador especial para chapas finas.

Gama de regulagem da corrente: 20 a 80ª

Na maioria dos casos, tem um dispositivo volante com o qual se

regula a intensidade da corrente.

Observação: Em função do consumo de potência em trabalhos

de longa duração utilizando-se eletrodos de diâmetros maiores,

+

-


deve-se ter o cuidado de selecionar-se a máquina com potência

adequada.

Vantagens dos Transformadores

Eliminam o risco de surgimento do sopro magnético, que

provoca uma fusão desigual do eletrodo e defeito na solda,

principalmente inclusões de escória.

Baixo custo de equipamento.

Baixo custo de manutenção.

Desvantagens dos Transformadores

Desequilibram a rede de alimentação, devido à sua ligação

monofásica.

Devido à alternância da corrente de soldagem, que passa por

zero a cada semi-período, a tensão em vazio da máquina (42V)

precisa ser elevada, a fim de possibilitar-se o reacendimento do

arco elétrico.

Não podem ser usados com eletrodos que não proporcionem boa

ionização da atmosfera por onde flui o arco elétrico.

C) MÁQUINA DE SOLDA RETIFICADORA.

Como visto anteriormente, além de um transformador ela possui

um conjunto retificador para ser usado em correntes contínuas e

correntes alternadas, estes tipos de máquinas podem ser usadas

em soldagens TIG, já os transformadores não, a não ser que haja

um dimensionamento ou um adaptação de um conjunto

retificador.

Os retificadores de soldagem são constituídos basicamente de um

transformador trifásico, cujo secundário é ligado a uma ponte de

retificadores. Os retificadores são elementos que somente


permitem a passagem de corrente em um só sentido, portanto

convertem a corrente alternada em corrente contínua de saída.

A Figura abaixo apresenta uma ideia da transformação da

corrente alternada trifásica numa corrente contínua pulsante pela

ação dos retificadores.

As pulsações se interrompem com a utilização da corrente de

soldagem. Os retificadores, no que diz respeito aos custos de

aquisição e de manutenção, à vantagens inerentes às máquinas

de corrente contínua, isto é, operam com baixas tensões em

vazio, proporcionam um regime de arco elétrico estável e

permitem a utilização de qualquer tipo de eletrodo.

Observação: Em caso de incêndio, devem ser utilizados extintores de CO2 ou nitrogênio.

d) MÁQUINA DE SOLDA INVERSORA.

Desde o advento de semicondutores de alta potência, por

exemplo IGBT e MOSFET, foi possível construir inversores de

potência, capazes de transformar corrente AC (Corrente

Alternada) em corrente DC (Corrente Direta) em alta freqüência,

o suficiente para as grandes cargas de potência exigida para

soldagem com eletrodos (ARC / MMA). Elas são conhecidas como

"Inversoras de Soldagem". Estes equipamentos, geralmente

transformam a energia elétrica AC, convertendo-a em altas

voltagens e armazenando-a em um banco de capacitores em

voltagem DC, onde um microprocessador controla a entrega

desta energia para um segundo transformador conforme a


amperagem desejada para a soldagem, retornando como

corrente suave/estável e controlada.

As frequências utilizadas são normalmente muito altas,

tipicamente acima de 10.000 Hz. Os equipamentos de soldagem,

baseado nestes princípios, podem e normalmente são, muito mais

eficientes do que as máquinas de solda tradicionais,

principalmente porque os controles da regulagem da amperagem

desejada são microprocessados, fazendo com que, por exemplo,

uma oscilação de energia elétrica na rede não altere a

amperagem de saída na soldagem.

Além disso, quando comparamos os tamanhos dos equipamentos

tradicionais à este tipo de inversora, encontramos mais uma

grande vantagem: chegam a pesar um quinto de uma máquina

de solda tradicional na mesma faixa de potência, o que torna

este tipo de equipamento muito útil para aplicações em grandes

alturas, espaços confinados, necessidade de grande mobilidade,

etc. além de serem muito mais econômica em relação às demais

máquina vistas anteriormente.

2.2 SENTIDO DE CIRCULAÇÃO DA CORRENTE ELÉTRICA

A corrente circula do pólo negativo ( -) para o pólo positivo ( + ).

1.10 -POLARIDADES

No processo de soldagem, quando a máquina de solda está

operando, a corrente elétrica sai pelo borne A, desloca-se pelo

cabo até a peça que está sendo soldada e provoca a fusão do

material da peça com o material do eletrodo através do arco

elétrico. Em seguida, passa pelo eletrodo e retorna ao borne B

através do cabo, entra novamente na máquina e, pelo circuito

interno, torna a sair pelo borne A.


Com a aplicação de uma fonte de corrente contínua de

soldagem, pode-se ter diferentes temperaturas na peça e no

eletrodo em função da polaridade utilizada.

Essas diferenças de temperaturas na peça e no eletrodo

modificam sensivelmente a deposição e a profundidade do

cordão de solda conforme figura abaixo:

Os geradores de corrente de soldagem fornecem a tensão e a

corrente dentro de valores adequados para a operação. A tensão

fica em torno de 15 a 30V em trabalho e a corrente situa-se na

faixa de 60 a 300A.

2.3 EFEITO DA TENSÃO NA SOLDAGEM

Visto que o ar não é um condutor, o arco deve ser inicialmente

aberto através de um curto-circuito, fazendo com que, ao

levantar-se o eletrodo, a corrente flua neste instante com elevada

amperagem.

A tensão faz com que a corrente elétrica prossiga circulando

mesmo depois que o eletrodo é afastado da peça, fazendo com

que o arco elétrico se mantenha. O arco produz alta temperatura,

fundindo o material do eletrodo e da peça, formando a solda.

Colocando-se a polaridade positiva no eletrodo o mesmo trabalha a 4.200°C e a peça

fica a 3.600°C

Essa posição da polaridade é conhecida como

polaridade inversa

Colocando-se a polaridade negativa no eletrodo o

mesmo trabalha a 3.600°C e a peça fica a 4.200°C

Essa posição da polaridade é conhecida como

polaridade direita

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Deve-se abaixar o eletrodo e tocar na peça para fazer um curto

circuito, após este curto, deve-se afastar o eletrodo a uma

distância igual a aproximadamente 1,5 do diâmetro da alma ou

núcleo do mesmo.

A elevada corrente no instante do curto-circuito provoca um

intenso aquecimento, tendo-se, portanto, uma elevada

temperatura.

A elevada temperatura faz com que ocorra a fusão do eletrodo,

cujas partículas fundidas passam a se transferir para a peça

formando uma poça de fusão.

Após a abertura do arco e fusão do eletrodo, a transferência do

material do eletrodo para a peça pode vir a ocorrer através de

gotas fundidas de tamanhos grandes, médios ou pequenos

(quase névoa)

Gotejamento Grosso Gotejamento Médio Gotejamento Fino

O tipo de transferência depende da corrente de soldagem,

composição do eletrodo, comprimento do arco elétrico e

composição do revestimento.

Por exemplo, a 1ª Figura acima caracteriza um processo com

baixa corrente, enquanto que a 3ª Figura acima caracteriza um

processo com alta corrente.

O gotejamento grosso caracteriza-se por baixa corrente e nele

pode ocorrer perigo de curto-circuito. Apresenta o som de estalos

e chiados, possui uma maior penetração e tem uma taxa de

deposição em torno de 10 a 30 gotas por segundo.

A transferência por gotejamento fino possui uma penetração

menor. Ela é mais bem aplicada em revestimentos e ocorre com

altas correntes. Tem um som normal e uma taxa de deposição em

torno de 200 gotas por segundo.


Através do tipo de corrente, pode-se influenciar a transferência do

material do eletrodo para a peça.

3.0 ELETRODOS REVESTIDOS PARA SOLDAGENS

Na soldagem a arco elétrico, o eletrodo é um elemento dos mais

importantes na transferência de material. Num eletrodo não

revestido, ocorrem durante a transferência, a combinação de O2,

H2 e N2, existentes na atmosfera, com o metal fundido e com a

poça de fusão. Os gases O2, H2 e N2 tendem a oxidar o metal de

adição do cordão de solda, bem como interferir no arco elétrico,

no resfriamento e na estrutura resultante.

Os eletrodos normalmente possuem revestimentos de materiais

não metálicos que, ao se fundirem, formam uma escória que,

solidificando-se, atua como uma cobertura protetora do material

de adição e do cordão de solda.

Além disso, existem eletrodos que, em função da composição do

revestimento, geram gases e fumaça, os quais protegem o arco

da ação dos gases O2, H2 e N2, bem como o metal de adição. O

revestimento torna mais fácil a fusão do eletrodo, melhorando

ainda a condutibilidade elétrica na região do arco, tornando-o

mais estável e de fácil condução.

Alma ou núcleo do eletrodo Revestimento do

eletrodo

Arco Elétrico Poça de fusão

Alma ou núcleo do eletrodo Revestimento do

eletrodo

Arco Elétrico

escória

Metal de Base


A Soldagem a Arco com Eletrodos Revestidos (Shielded Metal Arc

Welding – SMAW é um processo no qual a coalescência (união)

dos metais é obtida pelo aquecimento destes com um arco

estabelecido entre um eletrodo especial revestido e a peça).

O eletrodo é formado por um núcleo metálico ("alma"), com

250mm a 500mm de comprimento, revestido por uma camada de

minerais (argila, fluoretos, carbonatos, etc.) e/ou outros materiais

(celulose, ferro ligas, etc.), com um diâmetro total típico entre 2 e

8mm.

A alma do eletrodo conduz a corrente elétrica e serve como

metal de adição. O revestimento gera escória e gases que

protegem da atmosfera a região sendo soldada e estabilizam o

arco.

O revestimento pode ainda conter elementos que são

incorporados à solda, influenciando sua composição química e

características metalúrgicas. Afigura acima ilustra o processo.

O seu equipamento usual consiste de fonte de energia (ou

máquina de soldagem), porta-eletrodo e cabos, além de

equipamentos de segurança para o Soldador. O calor do arco

funde a ponta do eletrodo e um pequeno volume do metal de

base formando a poça de fusão. A soldagem é realizada

manualmente, com o soldador controlando o comprimento do

arco e a poça de fusão (pela manipulação do eletrodo) e

deslocando o eletrodo ao longo da junta. Quando o eletrodo

é quase todo consumido, o processo é interrompido para troca do

eletrodo e remoção de escória da região onde a soldagem será

continuada.

A tabela abaixo apresenta as suas vantagens, limitações e

aplicações principais.

VANTAGENS E LIMITAÇÕES APLICAÇÕES

Equipamento simples, portátil e barato.

Não necessita fluxo ou gases externos

Pouco sensível a correntes de ar (trabalho no

campo)

Processo muito versátil em termos de materiais

soldáveis.

Facilidade para atingir áreas de acesso restrito

Aplicação difícil para materiais reativos.

Produtividade relativamente baixa.

Exige limpeza após cada passe.

Soldagem de produção, manutenção e

montagens de campo.

Soldagens de aço carbono e ligados.

Soldagens de ferro fundido

Soldagens de alumínio, níquel e suas ligas.


No Brasil, normas da AWS são amplamente utilizadas para a

especificação de consumíveis para soldagem.

Eletrodos para a soldagem de aços de baixo carbono são, em

geral, especificados com base nas propriedades mecânicas do

metal depositado, no tipo de revestimento e em suas

características operacionais. A especificação da AWS para estes

aços é feita através de um conjunto de letras e dígitos conforme

mostraremos na figura abaixo Por exemplo, de acordo com a

norma AWS A5.1, uma classificação do tipo E6010 indica um

eletrodo capaz de depositar material com um limite de resistência

de 60.000psi (420MPa) e que possui um revestimento celulósico,

com ligante a base de silicato de sódio, indicado para soldagem

em todas as posições com corrente contínua e o eletrodo no pólo

positivo. Para os aços carbono, os eletrodos podem ser

separados em diferentes tipos em função das características de

seu revestimento, destacando-se:

Como dito anteriormente eletrodos revestidos são constituídos de

uma alma metálica rodeada de um revestimento composto de

matérias orgânicas e/ou minerais, de dosagens bem definidas.

Adiantamos a classificação anterior pelo fato de ser mais

comumente usada, porém agora nos aprofundaremos em

conhecer o eletrodo revestido e suas características.

O material da alma metálica depende do material a ser soldado,

podendo ser da mesma natureza ou não do metal de base, uma

vez que há a possibilidade de se utilizar revestimentos que

complementem a composição química da alma.

Para os materiais mais comumente soldados, os tipos de almas

utilizados são os que aparecem na próxima Tabela:


TABELA MATERIAIS DA ALMA DOS REVESTIMENTOS Aço doce e baixa liga Aço carbono (C < 0,10 %)

Aços inoxidáveis Aço carbono ou aço inoxidável

Ferros fundidos Níquel puro, ligaFe-Ni. Ferro fundido, aço, bronze, etc.

Os revestimentos por sua vez são muito mais complexos em sua

composição química, pois como eles têm diversas funções, estas

são conseguidas com a mistura dos diversos elementos

adicionados. Iniciaremos estudando as funções dos revestimentos,

para em seguida estudar os tipos e elementos químicos utilizados

para atingi-las.

3.1 FUNÇÕES DOS REVESTIMENTOS

Os revestimentos apresentam diversas funções, que podem ser

classificadas nos seguintes grupos:

Função Elétrica: Como já dito, em trabalhos com corrente

alternada, utilizando-se um eletrodo sem revestimento e sem

nenhum outro tipo de proteção, é impossível estabelecer um arco

elétrico. Porém, graças à ação ionizante dos silicatos contidos no

revestimento, a passagem da corrente alternada é

consideravelmente facilitada entre o eletrodo e a peça à soldar.

Assim, a presença do revestimento no eletrodo permitirá a

utilização de tensões em vazio baixas, mesmo em trabalhos com

corrente alternada (40 a 80 V), possibilitando assim uma redução

do consumo de energia no primário e um considerável aumento

da segurança do soldador e a continuidade e consequentemente

a estabilidade do arco.

Função Metalúrgica: O revestimento ao fundir cria uma

"cratera" e uma atmosfera gasosa que protegem a fusão da alma

contra o Oxigênio e Nitrogênio do ar. Ele depositará "escória" que

é mais leve que o metal fundido e que protegerá o banho de

fusão não somente contra a oxidação e nitretação, mas também

contra um resfriamento rápido. A escória constitui um isolante

térmico que terá as seguintes funções: Permitir a liberação dos

gases retidos no interior do metal depositado, evitando com isto a

formação de poros, e, Minimizar o endurecimento do material

depositado por têmpera, têmpera esta consequência de um

rápido esfriamento.


Função Mecânica e Operatória: Durante a fusão dos

eletrodos ocorre em sua extremidade uma depressão que

chamamos de cratera; A profundidade desta cratera tem

influência direta sobre a facilidade de utilização do eletrodo,

sobre as dimensões das gotas e a viscosidade da escória. Um

eletrodo de boa qualidade deve apresentar a cratera mais

profunda e as gotas mais finas, além disto, a cratera servirá

também para guiar as gotas do metal fundido como pode ser

visto na Figura ao lado - Influência da profundidade da cratera na

utilização do eletrodo.

3.2 TIPOS DE REVESTIMENTO

O diâmetro indicado de um eletrodo corresponde sempre ao

diâmetro da alma. Os diâmetros de mercado variam na faixa de 2

a 6 mm, embora existam eletrodos especiais com dimensões

diferentes destas.

Conforme a espessura do revestimento pode-se classificar os

eletrodos nos seguintes tipos:

Peculiar ou fino: revestimento é o menos comum de todos.

Tem a espessura menor do que 10% do diâmetro da alma, e por

isto, é o que requer a menor intensidade de corrente para ser

fundido. Este eletrodo não apresenta a formação de cratera. Por

cratera pode-se entender a medida indicada na cota da Figura -

Influência da profundidade da cratera na utilização do eletrodo.

Semi-espesso: Eletrodos em que a faixa de espessura do

revestimento encontra-se entre 10 a 20% do diâmetro da alma.

Sua fusão requer um valor de corrente ligeiramente superior ao

tipo anterior. A cratera formada por este eletrodo é a menor de

todos os tipos.

Espesso: Eletrodos em que a faixa de espessura do

revestimento encontra-se entre 20 a 40% do diâmetro da alma.

Sua fusão requer um valor de corrente ainda maior, e a cratera

formada pode ser considerada como média.

Muito Espesso: Esta classificação engloba os revestimentos

em que a faixa de espessura do revestimento seja maior que 40%

do diâmetro da alma. Requer as maiores intensidades de corrente

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para ser fundido e apresenta uma cratera que podemos

considerar como profunda.

A intensidade de corrente necessária para a fusão dos

eletrodos variará conforme uma série de fatores que veremos

adiante, porém tomando por base apenas esta classificação dos

tipos de revestimento, é possível estabelecer regras práticas que

indicarão a corrente adequada para o trabalho, uma vez que

para todos os eletrodos, existem os limites máximos e mínimos de

corrente. Por valor máximo pode-se definir um valor a partir do

qual o eletrodo crepita dificultando a operação de soldagem e

ocorre a danificação do revestimento (queima antes de sua

efetiva utilização), e por limite mínimo um valor em que o arco

fique muito difícil de estabelecer.

Para os eletrodos de revestimento muito espesso pode-se

considerar a fórmula apresentada a seguir:

I = (40 a 60) * (d-1) onde:

I = Intensidade de corrente necessária para a soldagem do

eletrodo.

d = Diâmetro da alma do eletrodo.

Tomando como base um eletrodo com o diâmetro de 4 mm, as

intensidades de corrente recomendadas de acordo com o tipo de

revestimento, seriam as seguintes:

VALORES DE REFERÊCIA PARA ELETRODOS DE 4mm TIPO DE REVESTIMENTO INTENSIDADE DA CORRENTE

Fino 130 A

Semi-espesso 150 A

Espesso 170 A

Muito espesso 200 A à 220 A

É importante destacar que tanto a regra como a tabela

apresentada, não são válidas para eletrodos que contenham

elevado teor de pó de Ferro no revestimento, pois estes

necessitarão de maiores valor de intensidade de corrente.


Além da classificação por dimensões, os revestimentos podem

ainda ser classificados em relação a sua composição química do

seu revestimento.

Na composição química do revestimento de um eletrodo, são

utilizados diversos componentes químicos com diferentes funções

como pode ser visto na próxima tabela.

TABELA ELEMENTOS ADICIONAIS NO REVESTIMENTO

FUNÇÕES BUSCADAS ELEMENTOS ADICIONAIS Formadores de gás Celulose, dolomita, CaCo3, etc.

Formadores de Escória e Fundentes Argila, Talco, TiO2, CaCo3, SiO2, Fe-

Mn, FeO, feldispato, asbestos, etc.

Estabilizadores de Arco TiO2, ilmenita, silicatos de Na e K, etc.

Desoxidantes Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Cr, etc.

Elementos de Liga Fe-ni, Fe-Mn, Fe-Cr, etc.

Nesta classificação, o elemento que se encontra em maior

teor no revestimento é aquele que será utilizado como base. Assim

também será possível separar os eletrodos em função de sua

composição química. Esta classificação é a mais importante, pois

é a que servirá de base para as normas internacionais.

Os grupos de revestimentos segundo esta classificação são

apresentados a seguir:

Eletrodos Celulósicos

(EXX10 e EXXX1): Possuem elevada quantidade de material

orgânico(celulose) no revestimento, cuja decomposição pelo

arco gera gases que protegem o metal líquido. A quantidade de

escória produzida é pequena, o arco é muito violento, causando

grande volume de respingos e alta penetração em comparação

com outros tipos de eletrodo. O cordão tende a apresentar

escamas irregulares. A solda apresenta propriedades mecânicas

adequadas para várias aplicações, contudo, não devem ser

usados na soldagem de aços de teor elevado de carbono, de

aços ligados e na soldagem de peças de maior espessura devido


a possibilidade de fragilização pelo hidrogênio proveniente do

revestimento. São particularmente adequados para soldagem

fora da posição plana, tendo grande aplicação na soldagem

circunferencial de tubulações e na execução de passes de raiz

em geral. Devido à sua grande penetração e perda por respingos

não são adequados para o enchimento de chanfros.

Eletrodos Rutílicos

(EXXX2, EXXX3 e EXXX4): Contém quantidades significativas de

rutilo (TiO2) no revestimento e produz uma escória abundante,

densa e de fácil destacabilidade. São eletrodos de fácil uso, que

podem ser usados em qualquer posição exceto quando têm uma

elevada quantidade de pó de ferro no revestimento (para

aumentar a produtividade). Podem operar tanto em CA como em

CC e produzem um cordão com bom aspecto visual e de

penetração baixa ou média. Sua resistência à formação de

trincas na solidificação da poça de fusão é relativamente

pequena o que pode ser um problema na soldagem de peças

contaminadas com óleo. São eletrodos de grande versatilidade e

de uso geral.

Eletrodos Básicos

(EXXX5, EXXX6 e EXXX8): Possuem quantidades apreciáveis

decarbonatos (de cálcio e de outros elementos) e de fluorita,

formam uma escória básica que, juntamente com o CO2 gerado

da decomposição dos carbonatos, protege o metal líquido. Esta

escória exerce uma ação metalúrgica benéfica sobre a solda,

dessulfurando-a e reduzindo o risco de formação de trincas de

solidificação. Não possui substâncias orgânicas em sua

formulação e, se manuseado corretamente, produz soldas com

baixo teor de hidrogênio, minimizando os riscos de fragilização e

fissuração por este elemento. A penetração é média e o cordão

apresenta boas propriedades mecânicas, particularmente quanto

à tenacidade. É indicado para aplicações de grande

responsabilidade, na soldagem de juntas de grande espessura ou

de grande rigidez e na soldagem de aços de maior teor de

carbono, de aços de maior resistência mecânica e de aços de

composição química desconhecida. Este tipo de eletrodo é


altamente hidroscópico, requerendo cuidados especiais na sua

armazenagem.

Eletrodos Oxidantes

(EXX20 e EXX27): Possui revestimento constituído principalmente

de óxidos de ferro e manganês que produz escória oxidante,

abundante e de fácil destacamento. O metal depositado possui

baixos teores de carbono e manganês e grande quantidade de

inclusões. Este tipo de eletrodo é pouco utilizado atualmente,

embora exista em certo interesse na sua utilização como eletrodo

para a soldagem subaquática.

O processo é adequado para unir materiais em uma ampla

faixa de espessura, sendo mais utilizado para juntas de 3 a 20mm.

Encontra, também, grande aplicação em juntas de maior

espessura, quando a soldagem precisa ser realizada fora da

posição plana, particularmente para a soldagem no campo.

Trabalha, tipicamente, com uma corrente entre 50 e 600A

(os maiores valores sendo usados com eletrodos de maior

diâmetro), resultando em uma taxa de deposição (de metal de

adição) de 1 a 8kg/h. Para a soldagem de peças finas ou fora da

posição plana é necessário usar eletrodos de menor diâmetro,

corrente baixa e, assim, uma baixa taxa de deposição. Ainda, a

necessidade de interrupção periódica do arco para a troca de

eletrodo e remoção de escória, faz com que, neste processo, a

proporção do tempo gasto pelo soldador efetivamente soldando

(fator de ocupação) seja, em geral, inferior a outros processos de

soldagem a arco. Assim, o processo SMAW tende apresentar uma

menor produtividade e uma maior dependência de mão de obra

que outros processos a arco. Estes fatores têm levado,

recentemente, a uma substituição desse processo por outros em

muitas aplicações, particularmente nos países mais desenvolvidos.

Revestimento Ácido

Este revestimento é constituído principalmente de óxido de Ferro,

Manganês e sílica. Produz uma escória ácida, abundante e

porosa e também de fácil remoção. Este eletrodo pode ser

utilizado nos dois tipos de corrente, apresenta penetração média


e alta taxa de fusão, causando por um lado uma poça de fusão

volumosa, e em consequência disto a limitação da aplicação as

posições plana e filete horizontal.

As propriedades da solda são consideradas boas para diversas

aplicações, embora sua resistência à formação de trincas de

solidificação seja baixa. Apresentam também uma muito boa

aparência do cordão.

Vistas então as diferentes formas como os eletrodos podem ser

classificados quanto ao seu revestimento, são apresentadas à

seguir as especificações mais utilizadas para identifica-los.

4.0 ESPECIFICAÇÕES AWS PARA ELETRODOS REVESTIDOS

A AWS - American Welding Society (Sociedade Americana

de Soldagem - o equivalente à nossa Associação Brasileira de

Soldagem) criou um padrão para a identificação dos eletrodos

revestidos que é aceito, ou pelo menos conhecido, em quase

todo o mundo. Devido a simplicidade, e talvez o pioneirismo, esta

é a especificação mais utilizada no mundo atualmente para

identificar eletrodos revestidos.

Estas especificações são numeradas de acordo com o

material que se pretende classificar, conforme a TABELA

ESPECIFICAÇÕES AWS PARA ELETRODOS REVESTIDOS.


Entre estas especificações as mais populares são as utilizadas para

aço Carbono (AWS A 5.1), as utilizadas para aços de baixa liga

(AWS A 5.5), e as utilizadas para aços inoxidáveis (AWS A 5.4).

A primeira (AWS A 5.1) tem uma forma simples de ser

interpretada que pode ser vista na figura 2 a seguir. A

especificação para aços de baixa liga (AWS A 5.5) é muito

semelhante a anterior, utiliza exatamente a mesma base e

adiciona no fim um hífen e alguns dígitos (entre um e três podendo

ser letras e números ou somente letras) que indicarão a presença

e quantidade do elemento de liga adicionado no revestimento do

eletrodo. Na tabela abaixo da norma, são apresentados os

significados dos sufixos desta norma.

TABELA SIGNIFICADO DOS SUFIXOS DA ESPECI FICAÇÃO AWS A 5 .5

B2 L - idem ao B2 c/ C máx . de 0 ,05%

A1- 0,5% Mo B4 - 2% Cr e 0,5% Mo C3 - 1,0% Ni, 0,35% Mo e 0,15%

Cr

B1 - 0,5% Cr e 0,5%

Mo

B4L - 2% Cr e 0,5% Mo

c/ C max. de 0,05% D1 - 1,5% Mn e 0,35% Mo

B2 - 1,25% Cr e 0,50%

Mo B5 - 0,5% Cr e 1,0% Mo D2 - 1,75% Mn e 0,35% Mo

B2L - ídem ao B2 c/

C2 máx de 0,005% C1 - 2,5% Ni

G - min. de 0,5% Ni ou 0,3 Cr ou

0,2% Mo ou 0,1% V ou 1,0% Mn

B3 - 2,25% Cr e 1% Mo C2 - 3,5% Ni M - especif. militar USA

Eletrodo para soldagem ao Arco elétrico

AWS E XXXYZ

Número que indica revestimento e corrente XX10 rev. Celulósico (sódio) CC+ XX20 rev. ácido CC- XXY1 rev. Celulósico (potássio) CC+ CA XXY2 rev. Rutílico (sódio) CC- CA XXY3 rev. Rutílico (potássio) CC+ CC- CA XXY4 rev. Rutílico (pó de ferro) CC+ CC- CA XXY5 rev. Básico (sódio) CC+ XXY6 rev. Básico (potássio) CC+ CA XXY7 rev. Ácido (pó de ferro) CC- CA XXY8 rev. Básico (pó de ferro) CC+ CA

Número que indica a posição de soldagem 1= Todas as Posições 2= Plana Horizontal 3=Somente plana

Conjunto de 2 ou 3 números que indicam a resiatência do material em Ksi 1Ksi=100Psi=6850Pa


Finalizando, a interpretação da especificação de eletrodos para

aços inoxidáveis (AWS A 5.4), pode ser vista na Figura - Norma AWS

A 5.4.

Destacando que estas normas devem ser conhecidas por aqueles

que desejam exercer a profissão de soldador, muitas vezes o

conhecimento das ligas, tipos de eletrodos, composição do

revestimento, e efeitos da amperagem no material, são decisivos

para uma boa soldagem, e são estes diferenciais que separam um

soldador profissional de alguém que sabe soldar.

Uma vez vista a forma como é feita a identificação

conforme a norma mais usual, a seguir será apresentado e

comentado alguns eletrodos classificados conforme

especificação AWS A 5.1.

4.1 CARACTERÍSTICAS DOS PRINCIPAIS ELETRODOS

(AÇO CARBONO)

E 6010 (Na) e E 6011 (K): Grande penetração, solda em todas

as posições, facilidade a produzir transferência metálica por spray

(desde que se utilize valores de corrente adequados), escória de

pequeno volume e aspecto vítreo, boas propriedades mecânicas,

alto teor de umidade: E 6010 =>3 a 5% ; E 6011 => 2 a 4%, principal

constituinte: celulose.

E 6012 e E 6013: Média penetração, escória viscosa e densa, o E

6012 pode ser utilizado em correntes relativamente altas já que seu

Eletrodo para soldagem ao Arco elétrico

AWS E XXX Yy – 1Z

Número que indica i tipo de revestimento e corrente 5 = Básico CC 6 = Rutílico CC/CA

Estas letras indicam a presença de elemento químico adicional ex: V = Vanádio Cr = Cromo Pode ser também ser a letra L que Indica C max. = 0,04%

Conjunto de 3 números que designam o grau do metal depositado Conforme Nota AISI


revestimento possui pequenas proporções de celulose e uma

grande proporção de materiais refratários, o E 6013 possui mais K

que torna o arco mais estável.

E 6020: Média a profunda penetração, transferência por spray,

escória espessa e de fácil remoção, revestimento ricas em óxido

de Ferro e Manganês, altas taxas de deposição e poça de fusão

com metal muito fluido, o que obrigará operar nas posições plana

ou filete horizontal.

E 7016:Possui pouco ou nenhum elemento gerador de hidrogênio

no arco (celulose, asbestos), são cozidos em temperaturas entre

500 a 600° C para minimizar a retenção de água pelo

revestimento, por isto, são recomendados para a soldagem de

aços susceptíveis à trinca a frio.

Eletrodos: E 7014, E 7018, E 7024, E 7027, E 7028: São eletrodos com

pó de ferro, possuem elevadas taxas de deposição, trabalha com

elevados valores de corrente, quando o teor de pó de Ferro

ultrapassa os 40% a soldagem só é recomendada na posição

plana, revestimento espesso => melhor proteção e técnica de

soldagem por arraste.

Algumas das aplicações em que podem ser utilizados estes

eletrodos são apresentadas na tabela.

TABELA DESEMPENHO DE ALGUNS ELETRODOS

EM DIFERENTES APLICAÇÕES APLICAÇÕES 6010 6011 6013 7016 7018 7024

Aço com Enxofre alto ou s/ análise química na na 3 10 9 5

Alta Ductilidade 6 7 5 10 10 5

Alta Penetração 10 9 5 7 7 4

Alta Resistência ao Impacto 8 8 5 10 10 9

Alta Taxa de Deposição 4 4 5 4 6 10

Espessura Fina, Probabilidade de Distorção. 5 7 9 2 2 7

Espessura Grossa, Alta Restrição. 8 8 8 10 9 7

Facilidade de Remoção de Escória 9 8 8 4 7 9

Filete 1G/ 2G alta produtividade 2 3 7 5 9 10

Filete todas posições 10 9 7 8 6 Na

Poucas Perdas por Respingos 1 2 7 6 8 9

Topo posição plana e < 6 .0 mm 4 5 8 7 9 9

Topo todas posição e < 6 .0 mm 10 9 8 7 6 na Os valores estão correspondidos entre 10 (aplicação fortemente indicada)

e 1 (aplicação não recomendada). A sigla "na" significa "não aplicável".


4.2 MANUTENÇÃO E CUIDADO COM OS ELETRODOS

Caso não sejam tomados os adequados cuidados no

armazenamento e manuseio, os eletrodos revestidos podem se

danificar. Parte ou todo o revestimento pode se danificar,

principalmente nos casos de dobra ou choque do eletrodo.

Sempre que se observar qualquer alteração no estado do

eletrodo, este não deve ser utilizado em operações de

responsabilidade.

A umidade em excesso no revestimento dos eletrodos

(principalmente os básicos), é de uma forma geral, prejudicial a

soldagem. Ela pode levar a instabilidade do arco, formação de

respingos e porosidades principalmente no início do cordão e a

fragilização e fissuração pelo Hidrogênio.

O nível de umidade pode ser medido em laboratórios conforme

estipulado na norma AWS A5.5-81. Pode também ser estimado

praticamente, quando o teor de umidade for suficientemente

alto, por duas diferentes maneiras:

Verificação do comportamento do eletrodo durante a soldagem.

Os eletrodos úmidos, em geral, geram um som explosivo e,

quando a umidade for excessiva, haverá, no início da soldagem,

desprendimento de vapor d'água do eletrodo. Além disto,

ocorrendo a interrupção da soldagem com um eletrodo úmido, o

revestimento tende a trincar longitudinalmente.

Verificação do som produzido pelo choque de dois ou mais

eletrodos. Dois eletrodos úmidos ao se tocarem geraram um som

mais abafado e grave do que eletrodos secos, que por sua vez

produzem um som mais agudo e metálico.

Devido aos citados problemas causados pela umidade, os

eletrodos devem de preferência ser adquiridos em embalagens

hermeticamente fechadas e armazenados em ambientes

controlados, de modo a serem evitados danos e contatos com a

umidade do ar. Por ambientes controlados, entendem-se

ambientes com umidade relativa do ar menor do que 50%. As

embalagens dos eletrodos são consideradas totalmente

estanques enquanto fechadas. Após abertas, perdem a

capacidade de executar uma adequada armazenagem, e os

eletrodos devem ser mantidos em estufas.

O período máximo que se recomenda para que um eletrodo

permaneça fora da estufa são duas horas. Após este tempo, há o

risco de ocorrer absorção excessiva de umidade. Caso isto venha


a acontecer, os eletrodos básicos devem ser recondicionados por

um tratamento de ressecagem, devendo em seguida retornarem

as estufas.

Como os eletrodos são produzidos por diferentes fabricantes, é

normal se encontrar diferenças nos tempos e temperaturas

considerados ideais para a manutenção e ressecagem. Por isto as

empresas devem ter procedimentos específicos para a correta

armazenagem dos eletrodos levando em conta estas diferenças.

Na ausência destes, as recomendações do fabricante podem ser

aplicadas diretamente. Tendo em vista estas diferenças, a tabela

7 apresentada a seguir é simplesmente uma referência.

ARMAZENAMENTO E RESSECAMENTO DE ELETRODOS

CLASSE DO ELETRODO

ARMAZENAMENTO

EMBALAGEM FECHADA

ARMAZENAMENTO

EM ESTUFA

TRATAMENTO

DE

RESSECAGEM

EXX10 e EXX11 Temperatura ambiente Não Recomendado Não Recomendado

EXX12 ,XX1 ,XX1 4 ,XX2 0 ,XX2 4 e XX2 7 Ver a Nota Fiscal 65° a 85° 120° a 150° por 1h

E7015 , E7016, E7018 até E7028 Ver a Nota Fiscal 65° a 95° 260° a 320° por 1h

E80/9015, E80/9016 e E80/9018 Ver a Nota Fiscal 95° a 120° 320° a 370° por 1h

E100/110/12015, E100/110/12016 e E 100/110/12018

Ver a Nota Fiscal

95° a 120° 245° a 400° por 1h

E XXX1 5 / 1 6 ( ino x idáv e is ) Ver a Nota Fiscal 65° a 95° 200° a 230° por 1h

Umidade do ar abaixo de 50% e temperatura 10°C acima da temperatura ambiente, porém no mínimo 20°C No tratamento de secagem foram considerados valores mínimos.

4.3 VARIÁVEIS

O processo de soldagem a arco elétrico por eletrodo revestido,

quando comparado com outros, apresenta relativamente poucos

parâmetros com possibilidade de regulagem. Os efeitos de cada

um são mostrados na tabela EFEITO DA ALTERAÇÃO NOS

PARÂMETROS DESOLDAGEM a seguir.

As siglas Ic (Intensidade de corrente), Va (Velocidade de avanço)

e U0 (Tensão em vazio) significam respectivamente: Intensidade

de corrente ("amperagem"), Velocidade de avanço e Tensão em

vazio ("voltagem").


EFEITO DA ALTERAÇÃO NOS PARÂMETROS DE SOLDAGEM

CAUSAS EFEITOS

Ic. Va e U0 NORMAIS

Ic. MUITO BAIXO

Ic. MUITO ALTO Va. MUITO BAIXA Va. MUITO ALTA U0 (1) BAIXO U0 ALTO

FUSÃO NORMAL DIFÍCIL CREPITANTE NORMAL MUITO

IRREGULAR NORMAL IRREGULAR

FORMA DO DEPÓSITO

CORRETA MUITO

CONVEXO ACHATADO E DEFORMADO

MUITO CONVEXO CONVEXO E

DEFORMADO CONVEXO

ACHATADO E DEFORMADO

ASPECTO DO DEPÓSITO

REGULAR E LIMPO

REGULAR E LIMPO

MUITO IRREGULAR C/

MUITOS RESPINGOS

REGULAR EM PLANA,

DEFORMADA EM ÂNGULO

MUITO IRREGULAR

ESTRIAS ALONGADAS

REGULAR E LIMPO

IRREGULAR C/ MUITOS

RESPINGOS

PENETRAÇÃO ÓTIMA FRACA MUITO GRANDE

INÚTIL E PERIGOSA

MUITO GRANDE FRACA RAZOÁVEL ALTA

FORMA DA CRATERA

CIRCULAR SAUDÁVEL

DEFORMADA MAS SADIA

DEFORMADA, POROS E TRINCAS

REGULAR MAS PROFUNDA

DEFORMADA COM POROS

REGULAR REGULAR

OUTROS DEFEITOS

NENHUMA POROS E

INCLUSÃO DE ESCÓRIA

MORDEDURA POROSIDADE E

TRINCAS MORDEDURA

MORDEDURA POROSIDADE E

TRINCAS NENHUM

POROS CASO ELETRODO

ERRADO

(1 ) - Porém superior a tensão de abertura do arco

A intensidade de corrente é o parâmetro que é mais sensível a

variação. Depende também dos seguintes aspectos: Diâmetro do

eletrodo, massa da peça, afastamento na montagem,

temperatura inicial da peça e posição de soldagem, veremos no

capítulo de trata de TÉCNICAS E PROCEDIMENTOS DE SOLDAGEM.

5.0 EQUIPAMENTOS E FERRAMENTAS USADOS NO PROCESSO

DE SOLDAGEM ELETRODO REVESTIDO

Arco Elétrico - Eletrodo Revestido (SMAW) é um dos mais

versáteis processos de união da indústria e é extensivamente

usado no mundo inteiro. Na Índia aproximadamente 10% da

soldagem fabricada é feita por este processo e mesmo nos países

mais avançados como Rússia, Estados Unidos, Japão e Europa

Ocidental conta com aproximadamente 60% do metal

depositado por este processo. Seu uso está decrescendo

vagarosamente, mas é esperado permanecer indispensável para

reparos e pequenos trabalhos. Uma de suas características

atrativas é seu baixo custo inicial para uma instalação na indústria.

Máquinas de solda para SMAW estão disponíveis e podem ser

ligadas imediatamente se necessário em cabeamento doméstica

monofásica, daí sua popularidade mesmo para pequenos

fabricantes.


O maior equipamento para SMAW é a máquina de solda

que como vimos anteriormente pode ser um transformador de

tensão, um retificador de Corrente Contínua, um grupo motor

gerador, ou um Inversor Eletrônico.

A seleção do equipamento depende da provisão para

investimento inicial e da faixa de materiais a serem manipulados.

O tamanho e tipos de eletrodos que são usados e a penetração e

a velocidade de soldagem utilizada determinam o suprimento

necessário para o fornecimento de corrente. As máquinas de

soldagem empregadas para SMAW são quase invariavelmente do

tipo C.C. já que elas servem ao melhor propósito em manter o

arco elétrico não perturbado mesmo quando a mão do soldador

é inadvertidamente perturbada temporariamente.

Dos quatro tipos básicos de máquinas de soldagem cada

uma tem suas vantagens. A máquina de solda de C.C., é muito

versátil na soldagem de uma variedade de metais em qualquer

espessura desejada. Ela permite uma operação portátil e usa de

maneira eficiente uma grande variedade de eletrodos revestidos.

O transformador de soldagem tem o custo inicial mais baixo bem

como o mais baixo custo de operação e manutenção. Ela não

tem partes móveis, portanto sua operação é silenciosa. A

máquina de solda retificadora C.C. tem um projeto simples e

combina as vantagens de um transformador de soldagem e de

um conjunto retificador de soldagem C.C.

Existem outros equipamentos para máquinas de solda, isto é,

cabos, conectores, alicates, cabos terra.

Os cabos que transportam a corrente no circuito de soldagem são

bastante flexíveis e são feitos geralmente de cobre e alumínio.

Esses fios são muito finos (0,2 mm de diâmetro) e para constituir os

cabos estes fios enrolados entre 800 e 2500 fios dependendo da

capacidade de transporte de corrente do cabo. Cabos de

alumínio são mais leves e pesam somente um terço dos cabos de

cobre, mas sua capacidade de transporte de corrente é cerca de

60% menor em relação aos cabos de cobre.

5.1 CONECTORES

Os conectores de cabos são usados para aumentar o

comprimento dos terminais de soldagem devem ter o tamanho

adequado para transportar a corrente desejada e devem se

ajustar perfeitamente para evitar queda de tensão. Algumas vezes

a solda fraca (Soldering) ou a soldagem forte (Brazing), ou mesmo

29


soldagem comum são usadas para conectar os cabos, mas os

conectores mecânicos são os mais populares pois eles podem ser

montados ou desmontados.

Conectores para alongamentos de cabos de soldagens

O alicate é geralmente encaixado no cabo de solda e o tamanho

do cabo depende da corrente necessária a ser transportada no

circuito de soldagem. Usualmente alicates são especificados

dependendo da corrente que eles devem transportar; tendo um

intervalo de 150 a 500 A. Os alicates populares têm ranhuras nas

garras que facilitam a fixação do eletrodo em diferentes ângulos

para uma fácil manipulação.

5.2 TERMINAIS

Os terminais de cabos de solda, tem a utilidade se otimizar a

fixação nos bornes das máquinas, muitas pessoas, apenas enrolam

ou amarram a ponta dos cabos nos bornes, isto nunca deve ser

feito.

Terminais de cabos de soldagens

5.3 ALICATE PORTA ELETRODO

O porta eletrodos, ou alicates de soldagem, podem ser dos mais

variados modelos, sendo que o que difere uma marca da outra é


a qualidade de acabamento, o material usado em sua

fabricação, e adaptações específicas para certos tipos de

serviços, eles podem variar de 100 a 1000 Ampères, e deve-se ter

um cuidado especial ao fixá-lo no cabo, não deixando partes do

cobre do cabo soltas, ou parafuso fixador frouxo.

Os porta-eletrodos servem para a fixação e energização do

eletrodo. É fundamental a correta fixação e boa isolação dos

cabos para que os riscos de choque sejam minimizados. As garras

devem estar sempre em bom estado de conservação, o que

ajudará a evitar os problemas de superaquecimento e má fixação

do eletrodo, podendo vir a soltar-se durante a soldagem.

Um porta-eletrodo é dimensionado para trabalhar em uma

determinada faixa de diâmetros. Esta limitação vem não só da

abertura máxima nas garras para encaixar o eletrodo, como

também, e principalmente, pela corrente máxima que pode

conduzir.

Um porta-eletrodo para ser utilizado em valores de correntes

mais elevadas, necessita ser mais robusto, o que fará com que seu

peso aumente. Como o peso é um fator determinante na fadiga

do soldador, deve-se sempre procurar especificar o menor porta-

eletrodo possível, para a faixa de corrente que se pretende

trabalhar.

Porta Eletrodo ou Alicate porta Eletrodo

5.4 GRAMPO TERRA, OU GARRA TERRA.

Assim como o porta-eletrodo, o grampo terra, ou a Garra

negativa, pode se de cobre ou de Alumínio, pode ser fundido ou

estampado, pode se de pressão por mola ou pressão por

parafuso, mas o importante é que a pressão é fundamental para o

não aquecimento desnecessário do cabo e do metal base, e

conservação da garra.


Garra Negativa, ou Grampo Terra.

5.5 CABOS PARA SOLDAGEM

Os cabos transportam a corrente elétrica da fonte de energia ao

porta-eletrodo (cabo de soldagem), e da peça de trabalho para

a fonte de energia (cabo de retorno) para possibilitar a soldagem.

Os cabos podem ser de Cobre ou de Alumínio, devem apresentar

grande flexibilidade de modo a facilitar o trabalho em locais de

difícil acesso. É necessário que os cabos sejam cobertos por uma

camada de material isolante, que deve resistir entre outras coisas

à abrasão, sujeira e um ligeiro aquecimento que será normal

devido a resistência à passagem da corrente elétrica.

Os diâmetros dos cabos dependem basicamente dos seguintes

aspectos:

Corrente de soldagem;

Ciclo de trabalho do equipamento;

Comprimento total dos cabos do circuito;

Fadiga do operador.

Estes quatro itens atuam de maneira antagônica. Enquanto que

para os três primeiros seria ideal o cabo com o maior diâmetro

possível, (menor chance de superaquecimento para os dois

primeiros e menor perda de corrente para o terceiro) no último

item é exatamente o oposto, pois ocorre aqui o mesmo que com

os porta-eletrodos, um cabo resistente a maiores valores de

passagem de corrente é consequentemente mais robusto e por

sua vez mais pesado causando com isto maior fadiga ao soldador.

Cabos de conexões da máquina ao terra e ao alicate de solda Cabos de entra de energia

Cabos usados em máquinas de solda e extensões.


Para os cabos confeccionados em cobre, a tabela -

diâmetros recomendados de cabos para soldagem, à seguir,

indica os diâmetros recomendados em função da corrente, fator

de trabalho e, principalmente, comprimento do cabo.

Tabela - Diâmetros Recomendados de Cabos Para Soldagem

5.6 Martelo Picador e Escova de Aço para limpeza

O martelo picador pode ser feito de metal ou cobre, possui uma

talhadeira em uma ponta e um ponteiro em outra, serve para a

retirada de escória, e limpeza do cordão de solda, é

indispensável juntamente com a escova de aço, pois a utilização

dos mesmos influi de maneira significativa na qualidade e

acabamento da solda.

Aprenderemos nas aulas de técnicas em soldagem, que a

cada interrupção do arco elétrico será necessário realizar a

limpeza do cordão de solda.


5.7 Estufas Porta-eletrodos.

As estufas porta eletrodos servem para conservar os eletrodos

secos e protegidos, evitando que os mesmos venham a adquirir a

umidade do ar antes do uso, as máquinas de soldas modernas já

vem com entrada de tomada para o uso dos mesmos.

As estufas de grande porte também servem para a secagem dos

eletrodos, por a umidade influencia o arco elétrico podendo

produzir poros e outras não conformidades.

5.8 Gabarito.

É uma ferramenta constituída de chapa de aço, de forma

geométrica variável de acordo com o tipo de trabalho a ser

executado. São utilizados em substituição aos instrumentos de

precisão, para padronizar dimensões de cordões, filetes,

verificação de esquadro, ângulos de chanfros, etc. Nas figuras

abaixo mostramos os principais tipos de gabaritos utilizados nas

operações de soldagem e suas aplicações.

Ainda existem gabaritos para verificação da altura do reforço,

ângulos do chanfro, etc. Existem também gabaritos para soldas,

para verificação de conformidades nos filetes ou nos ângulos de

soldagem, aprenderemos a usá-los posteriormente, mas segue

abaixo imagens de alguns tipos.

Junta de Esquadro

Junta de Cunha

Junta Para Filetes


4.0 INSTRUÇÕES EM EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA

Os acidentes na soldagem são causados principalmente

pela falta de atenção, pelo uso incorreto ou o não uso

do EPI (Equipamento de Proteção Individual), por todos os

envolvidos no processo.

Todos os acidentes podem ser prevenidos. Assim para evitar

que eles aconteçam devemos ter total conhecimento da forma

de utilização do

6.0 PROCESSOS DE SEGURANÇA EM SOLDAGEM A ARCO ELÉTRICO

POR ELETRODO REVESTIDO – RISCOS E EPI’s

Choques Elétricos:

Choques elétricos podem ser fatais. Instalações elétricas

inadequadas, aterramento incorreto, assim como operação

incorreta do equipamento são as fontes mais comuns de

acidentes.

Nunca entre em contato com partes energizadas do

equipamento de solda caso não esteja devidamente aterrado,

como a rede de alimentação elétrica, o cabo de entrada, os

cabos de soldagem, porta eletrodo, pistola ou tocha de soldar,

terminais de saída da máquina e a peça a ser soldada.

Ao soldar ou cortar (por plasma) é recomendado não utilizar

acessórios ou objetos metálicos, como anéis, relógios, colares e

outros itens metálicos, pois estes em contato com partes

energizadas podem provocar acidentes.

Não manusear o equipamento de solda se suas luvas, sapatos ou

piso molhado.

Pessoas portadoras de marca-passo devem consultar um médico

antes de permanecerem próximas a áreas de soldagem, pois os

campos eletromagnéticos ou as radiações podem interferir no

funcionamento do aparelho.

O que é Equipamento de Proteção Individual - EPI?

Referência básica: Norma Regulamentadora NR 6 do TEM.

É todo o dispositivo ou produto, de uso individual, utilizado

pelo trabalhador, destinado à proteção de riscos suscetíveis de

ameaçar a segurança e a saúde no trabalho.


Em quais circunstâncias devem ser usados os EPIs?

a) Sempre que as medidas de ordem geral não ofereçam

completa proteção contra os riscos de acidentes do

trabalho e/ou de doenças profissionais e do trabalho.

b) Enquanto as medidas de proteção coletiva estiverem

sendo implantadas

c) Para atender a situações de emergência.

Quais os principais EPIs aplicados em operação de soldagem?

Quando aplicável, os seguintes EPIs são normalmente adotados:

A) PARA PROTEÇÃO DA CABEÇA

- Capacete

- Capuz/touca

B) PARA A PROTEÇÃO DOS OLHOS E FACE

- Óculos de segurança (partícula e luminosidade)

Quando se solda, corta ou goiva, quando se remove a escória de

um cordão de solda ou quando se esmerilha alguma peça

partículas metálicas, respingos e fagulhas podem atingir os olhos

em vários ângulos inclusive fazendo-se tabelas rebatendo-se em

outros materiais. Nos processos semiautomáticos ou automáticos,

pontas de arame podem ferir gravemente. Usar os óculos de

segurança inclusive por baixo da máscara de soldar ou de

qualquer protetor facial.

Qualquer pessoa dentro de uma área de soldagem ou corte, ou

num raio de 20 m, deve estar adequadamente protegida. A

irradiação de um arco elétrico tem grande alcance e partículas

metálicas e respingos podem voar sobre distâncias relativamente

grandes.


- Protetor facial

- Máscara para soldagem/elmo (radiação e partícula) com filtros

(lentes escuras)

Regras para a proteção da visão

A corrente elétrica que circula num condutor provoca o

aparecimento de campos elétricos e magnéticos. As correntes

elétricas utilizadas em soldagem ou corte criam tais campos em

torno dos cabos de solda e dos equipamentos. Ademais certas

máquinas de soldar geram e usam para abrir o arco, ou durante

toda a operação de soldagem, um faiscamento do tipo ―ruído-

branco‖ conhecido como ―alta frequência‖.

Consequentemente, pessoas portadoras de marca-passo devem

consultar um médico antes de adentrar uma área de soldagem

ou corte: os campos elétricos e magnéticos ou as irradiações

podem interferir no funcionamento do marca-passo.

Os arcos elétricos de soldagem ou corte emitem raios ultravioletas

e infravermelhos. Exposições de longa duração podem provocar

queimaduras graves e dolorosas da pele e danos permanentes na

vista, mesmo usando a máscara, deve-se descansar a vista em

intervalos regulares de tempo.

Para soldar ou cortar, usar máscara com vidro ou dispositivo de

opacidade e filtragem adequado ao processo e à aplicação

prevista.

A tabela abaixo orienta quanto à opacidade recomendada para

a proteção em função do processo e da faixa de corrente usados.

Como regra geral, iniciar com uma opacidade alta demais para

que se veja a zona do arco; reduzir então a opacidade que se

tenha uma visão adequada da área de soldagem, sem problema

para os olhos.

Filtros recomendados (adaptado da norma de segurança ANSI Z49.1)

37


C) PARA PROTEÇÃO AUDITIVA

- Protetor auditivo / auricular

Certas operações de soldagem, corte ou goivagem produzem

ruídos de intensidade elevada e, eventualmente, longa duração.

Protetores de ouvido adequados, além de protegerem contra

estes ruídos excessivos, impedem que respingos e fagulhas entrem

nos ouvidos.

D) PARA PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA

- Respirador purificador de ar, ou mesmo exaustor quando em

espaço confinado (fumos, névoa e poeira). Trabalhadores com

sintomas de exposição a fumos e gases devem ser levados para

uma área não contaminada e inalar ar fresco ou oxigênio. Caso a

vítima esteja inconsciente, quem prestar socorro deve eliminar os

gases venenosos ou asfixiantes da área ou usar equipamento

apropriado de respiração antes de adentrá-la. Remover a vítima

para uma área não contaminada e chamar um médico.

Administrar oxigênio por meio de uma máscara se a vítima estiver

respirando. Caso contrário, praticar a reanimação

cardiopulmonar, de preferência com administração simultânea de

oxigênio. Conservar a vítima aquecida e imobilizada.

E) PARA PROTEÇÃO DA PELE

- Mangotes.

- Avental (radiação não ionizante e partículas aquecidas)

- Luva de segurança (calor e radiação)

- Manga e braçadeira

- Bota de segurança

- Perneira

Regras para proteção da pele

Devido à emissão de raios ultravioletas e infravermelhos, arcos

elétricos queimam a pele da mesma maneira que o sol, porém

muito mais rapidamente e com maior intensidade. Os operadores,

e em particular aqueles sensíveis à exposição ao sol podem sofrer

queimaduras na pele após breve exposição a um arco Elétrico. Os

respingos de solda e as fagulhas são outras fontes de

queimaduras. Seguir as recomendações abaixo para garantir uma


proteção segura contra a irradiação de um arco elétrico e os

respingos, segue abaixo algumas dicas importantes.

Não arregaçar as mangas da camisa ou do avental.

Roupa de algodão ou similares constitui uma proteção

inadequada, pois além de ser inflamável, ela pode se deteriorar

em função da exposição às radiações dos arcos elétricos.

Não usar sapatos baixos e folgados nos quais respingos e

fagulhas pode penetrar.

As pernas das calças devem descer por cima das botas ou dos

sapatos para evitar a entrada de respingos.

Manchas de óleo ou graxa ou sujeira em excesso podem

inflamar-se devido ao calor do arco.

Fagulhas e respingos podem penetrar por tais aberturas e

queimar pelos e/ou pele.

Os bolsos não devem conter objetos ou produtos combustíveis

tais como fósforos ou isqueiros.

Todas as regras acima se aplicam integralmente às manutenções

preventivas e corretivas dos equipamentos. Manutenções ou

reparações somente devem ser feitas por elementos habilitados

devidamente protegidos e isolados do ponto de vista elétrico;

somente usar ferramentas isoladas, específicas para eletricidade.

Proceder à reparação de máquinas elétricas em local apropriado

e devidamente isolado.

ALGUMAS NORMAS DE SEGURANÇA RELACIONADAS AO PROCESSO

Cor na segurança do trabalho -NBR7195 (1982)

Classificação dos equipamentos elétricos e eletrônicos quanto à

proteção contra os choques elétricos -NBR6151 (1990)

Estabelecimento de segurança aos efeitos da corrente elétrica

percorrendo o corpo humano - NBR6533 (1981)


Cabos flexíveis com cobertura para máquinas de soldar a arco -

NBR8762 (1985)

Sistemas de proteção por extintores de incêndio -NBR12693

(1993)

Execução de sistemas de detecção e alarme de incêndio -

NBR9441 (1986)

Prevenção de acidentes em espaço confinado -NBR12246

(1992)

Níveis de ruído para conforto acústico -NBR10152 (1987)

Identificação de gases em cilindros -NBR12176 (1992)

Segurança de instalações de ar comprimido NB 222 (1971)

Capacete de segurança para uso na indústria -NBR8221 (1983)

Luvas de segurança -NB 122 (1966)

Calçado de proteção -NBR12561 (1992)


RESERVADO PARA ANOTAÇÕES

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PARABÉNS VOCÊ ACABOU DE TERMINAR A

PRIMEIRA PARTE DA APOSTILA DE TEORIA BÁSICA

EM SOLDAGENS, ESPERAMOS QUE ESTE CURSO

TENHA RESPONDIDO ÀS EXPECTATIVAS SUAS,

AGORA IREMOS NOS APROFUNDAR UM POUCO

NO ASSUNTO ESTUDANDO AS JUNTAS, TIPOS DE

JUNTAS, POSIÇÕES DE SOLDAGENS, MATERIAIS,

SIMBOLOGIA EM SOLDAGENS.

ESTUDAREMOS TAMBÉM ALGUNS TIPOS DE

DEFEITOS E NÃO CONFORMIDADES, LOGO APÓS

IREMOS OS TESTES E TIPOS DE INSPEÇÃO EM

SOLDAGENS, E POR ÚLTIMO IREMOS REVER

ALGUNS CONCEITOS BÁSICOS SOBRE SIMBOLOGIA

QUE GOSTARÍAMOS QUE VOCÊS NUNCA

ESQUECESSEM, POIS A QUALIDADE DE UM CURSO

ESTÁ DIRETAMENTE RELACIONADA COM A

INTENSIDADE DE APRENDIZADO, A QUANTIDADE

CONHECIMENTO ADQUIRIDO, A LINGUAGEM E

MANEIRA COMO AS INFORMAÇÕES SÃO

REPASSADAS, ALÉM DA DISPOSIÇÃO DE TEMPO E

EQUIPAMENTOS PARA TRINOS E PRÁTICAS

PROFISSIONAIS, TUDO ISTO ESTAMOS OFERECENDO

NESTE CURSO, FAÇA REVISÃO E EM SEGUIDA A

SUA PROVA, LEMBRANDO QUE A SUA NOTA

DETERMINA O TIPO DE CERTIFICADO,

MODALIDADE OURO, PRATA OU BRONZE.


7.0 PROCESSOS DE SOLDAGEM

Um grande número de diferentes processos utilizados na

fabricação e recuperação de peças, equipamentos e estruturas é

abrangido pelo termo soldagem.

Existem várias definições de soldagens, e entendemos por

soldagem a união ou junção de materiais, sendo que não só os

metais, mas todos os materiais podem ser soldados, porém aqui

neste texto trataremos do assunto de nosso curso, que é a

soldagem a arco elétrico por eletrodo revestido, que abrange a

soldagem por fusão de metais.

A definição indicada a este curso será: A soldagem é a união ou

junção de uma ou mais peças de metais pelo processo de fusão,

assegurando na junta soldada a continuidade de propriedades

físico-químicas e metalúrgicas dos materiais.

Atualmente existem mais de 50 métodos e processos de soldagens

porém, iremos verificar dois mais conhecidos, os processos de

soldagens por fusão ( os processos por eletrodo revestido e TIG

que veremos neste curso) e os processos por deformação, que é a

arrebitagem, a soldagem por dobramentos e compactação

muito utilizada na indústria de ar condicionado e isolantes

térmicos.

Existe um grande número de processos por fusão que podem ser

separados em subgrupos, por exemplo, de acordo com o tipo de

fonte de energia usada para fundir as peças. Dentre estes, os

processos de soldagem a arco (fonte de energia: arco elétrico)

são os de maior importância industrial na atualidade. Devido à

tendência de reação do material fundido com os gases da

atmosfera, a maioria dos processos de soldagem por fusão utiliza

algum meio de proteção para minimizar estas reações, como

vimos no volume 1 desta coleção, esta proteção é realizada pelo

revestimento do eletro, e veremos no volume 3 e 4 a proteção

realizada por um gás. A tabela que veremos abaixo mostra os

principais processos de soldagem por fusão e suas características

principais.


PROCESSO FONTES DE

CALOR

TIPO DE

CORRENTE E

POLARIDADE

AGENTE

PROTETOR OU

DE CORTE

OUTRAS CARACTERÍSTICAS APLICAÇÕES

Soldagem por

Eletro-escória

Aquecimento

por resistência

da escória

líquida

CC ou CA Escória

Automática/Mecanizada

Junta na vertical, Arame

alimentado mecanicamente

na poça de fusão. Não existe

Arco

Soldagens de Aço carbono

de baixa e alta liga, ≥50mm,

peças de grande espessura

Soldagem ao

Arco Submerso Arco Elétrico

CC ou CA

Eletrodo +

Escória e Gases

gerados

Automática/Mecanizada ou

semiautomática. O arco arde

sob uma camada de fluxo

granular


de baixa e alta liga

espessura ≥10mm, Posição

Plana ou horizontal de

peças estruturais, tanques,

vasos de pressão, etc.

Soldagem com

eletrodo

Revestido

Arco Elétrico CC ou CA

Eletrodo + ou -

Escória e Gases

gerados

Manual, vareta metálica

recoberta por camada de

fluxo

Soldagem de quase todos

os metais. Exceto cobre

puro, metais preciosos,

reativos e de baixo ponto

de fusão.

Soldagem com

Arame Tubular Arco Elétrico CC Eletrodo +

Escória e Gases

gerados, ou

fornecidos por

fonte externa,

em geral CO2

O fluxo está contido dentro

de um arame tubular de

pequeno diâmetro,

Automático ou

semiautomático


com espessuras ≥1mm,

soldagens de chapas

Soldagem

MIG/MAG Arco Elétrico CC Eletrodo +

Gás Argônio ou

Hélio,

Argônio+O2,

Argônio+CO2,

CO2

Automática/Mecanizada ou

semiautomática, o arame é

solido

Soldagens de aço carbono

de baixa e alta liga, não

ferrosos, com espessura

≥1mm, Soldagens em tubos,

chás etc. em qualquer

posição

Soldagem a

Plasma Arco Elétrico CC Eletrodo -

Argônio, Hélio,

ou Argônio+

Hidrogênio

Manual ou Automática,

Eletrodo não consumível de

Tungstênio. O arco é constrito

por um bocal

Todos os metais importantes

em engenharia exceto Zn,

Be e suas ligas, com

espessura de até 1,5mm.

Passes de raiz

Soldagem TIG Arco Elétrico CC ou CA

eletrodo -

Argônio, Hélio

ou Mistura

destes

Manual ou Automática,

Eletrodo não consumível de

Tungstênio. O arame é

adicionado separadamente

Soldagem de todos os

metais exceto Zn, Be e suas

ligas, espessura entre 1 e

6mm. Soldagem de não

ferrosos e aços inox. Passes

de raiz em tubulações

Soldagem por

Feixe Eletrônico

Feixe

Eletrônico

CC Alta Tensão

Peça +

Vácuo

(>>10-4mmHg)

Soldagem automática, não

há a transferência de metal,

feixes de elétrons focalizados

em um pequeno ponto

Soldagem de todos os

metais exceto em evolução

de gases ou vaporização

excessiva, a partir de 25mm

de espessura. Industria

Nuclear e aeroespacial

Soldagem a

Laser Feixe de Luz

Argônio ou

Hélio Como acima

Como acima, corte de

materiais não metálicos

Soldagem a Gás Chama Oxi-

acetilênica

Gas (CO, H2,

CO2,H2O

Manual, arame é adicionado

separadamente

Soldagem manual de aço

carbono, Cu, Al, Zn, Pb e

Bronze, Soldagem de

chapas finas e tubos de

pequeno diâmetro


Na soldagem a arco elétrico com eletrodo revestido, o ambiente

exerce ainda que mínima; influência sobre o processo, por este

motivo, é sempre viável observar as características do ambiente

como temperatura, umidade entre outros.

7.1 Influências da atmosfera na poça de fusão

A menos que se solde em uma câmara de vácuo, o que é

impensável devido ao custo, todos os processos de soldagem por

arco elétrico precisam de algum tipo de proteção para evitar

contaminações da atmosfera.

No caso do processo de soldagem aqui estudado, será o

revestimento dos eletrodos que, entre outras coisas, produzir á

uma proteção gasosa através de sua queima. Antes do estudo

propriamente dos revestimentos e suas funções, são apresentados

os inconvenientes da soldagem com arames sem revestimento (e

sem proteção gasosa).

Um eletrodo sem revestimento e sem nenhum outro tipo de

proteção, após sua fusão perde parte de seus elementos e

deposita um metal nitretado e oxidado, cujo valor das

propriedades mecânicas serão relativamente inferiores as das

chapas de aço doce. Estes dois elementos químicos (Nitrogênio e

Oxigênio), são os principais para influenciar a deterioração das

propriedades, e são detalhados a seguir:

Oxigênio

É provado que, durante a fusão de um eletrodo sem revestimento,

a maior parte do Carbono e do Manganês contidos no aço do

eletrodo, são queimados durante a operação de soldagem, o

que naturalmente irá influenciar as propriedades mecânicas do

metal depositado, já que as propriedades de um aço dependem

basicamente, do seu teor de Carbono e Manganês.

O Carbono transforma-se em óxido de Carbono (CO), e em

dióxido de Carbono (CO2), enquanto o Manganês, transforma-se

em óxido de Manganês (Mn3O4).

O Silício, extremamente ávido pelo Oxigênio, queima-se

igualmente, dando origem a uma escória de sílica (SiO2).

Numerosos ensaios permitem concluir que a fusão de um eletrodo


sem revestimento e sem a adição de nenhum outro tipo de

proteção, provoca uma forte oxidação do Carbono, Manganês e

Silício Outras reações químicas são menos importantes. Os teores

de Enxofre (S) e de Fósforo (P) variam pouco.

É importante salientar que, os fenômenos de oxidação dependem

basicamente das condições operatórias e do comprimento do

arco; Um arco longo (tensão elevada) conduzirá a reações de

oxidação mais importantes do que um arco curto. Além disto, as

características da fonte de alimentação elétrica (corrente

contínua ou alternada), desde que forneçam condições para um

arco estável, não terão grande influência sobre estes fenômenos.

Aqui vale a pena destacar que não é possível soldar com eletrodo

sem revestimento em corrente alternada com as fontes de

soldagem convencionais, a menos que se recorra a uma

ionização artificial, através de uma faísca piloto.

Além destas reações químicas, o Oxigênio do ar pode ter uma

ação direta sobre o Ferro. Ele pode, durante a sua transferência

para o metal de base e ao nível do banho de fusão, formar sobre

as gotas uma película de óxidos.

Nitrogênio

Embora nas operações normais o Nitrogênio não tenha grande

afinidade com o Ferro, nas altas temperaturas do arco elétrico há

a possibilidade de formação de nitrato de Ferro.

Mesmo que, a quantidade deste nitrato formado seja

normalmente muito pequena, ele tem graves consequências

porque tornará a solda frágil, diminuindo a resiliência do metal

depositado.

O Nitrogênio combinado é difícil de identificar principalmente

porque não aparece sobre a forma de nitrato, e sim sob a falsa

aparência de perlita não identificável ao microscópio. Diversos

trabalhos mostram que a presença destes nitratos aumenta

substancialmente a dureza, aumenta em menor quantidade a

resistência à tração, mas diminui rapidamente o alongamento a

ruptura e a estricção, a resistência à fadiga e a resiliência. Em

suma, quando o teor de Nitrogênio ultrapassa o valor de 0,03% há

uma diminuição nos valores das propriedades mecânicas.


Como já dito, em trabalhos com corrente alternada, utilizando-se

um eletrodo sem revestimento e sem nenhum outro tipo de

proteção, é impossível estabelecer um arco elétrico. Porém,

graças à ação ionizante dos silicatos contidos no revestimento, a

passagem da corrente alternada é consideravelmente facilitada

entre o eletrodo e a peça à soldar.

Assim, a presença do revestimento no eletrodo permitirá:

A utilização de tensões em vazio baixas, mesmo em trabalhos com

corrente alternada (40 a 80 V), possibilitando assim uma redução

do consumo de energia no primário e um considerável aumento

da segurança do soldador e, A continuidade e

consequentemente a estabilidade do arco.

O revestimento ao fundir cria uma "cratera" e uma atmosfera

gasosa que protegem a fusão da alma contra o Oxigênio e

Nitrogênio do ar. Ele depositará "escória" que é mais leve que o

metal fundido e que protegerá o banho de fusão não somente

contra a oxidação e nitretação, mas também contra um

resfriamento rápido. A escória constitui um isolante térmico que

terá a função de permitir a liberação dos gases retidos no interior

do metal depositado, evitando com isto a formação de poros, e,

minimizando o endurecimento do material depositado por

têmpera, têmpera esta consequência de um rápido esfriamento.

Durante a fusão dos eletrodos ocorre em sua extremidade uma

depressão que chamamos de cratera.

A profundidade desta cratera tem influência direta sobre a

facilidade de utilização do eletrodo, sobre as dimensões das gotas

e a viscosidade da escória. Um eletrodo de boa qualidade deve

apresentar a cratera mais profunda e as gotas mais finas.

Além disto, a cratera servirá também para guiar as gotas do metal

fundido.

Os eletrodos, devem seguir os critérios de recomendação

estudados no volume 1, e na prática, existe uma influência na

distância de afastamento entre a ponta do eletrodo e a peça

(tamanho do arco elétrico), no ângulo ou grau de inclinação

entre o eletrodo e o plano horizontal da peça (influencia na

correção do sopro magnético entre outras), portanto, ao iniciante


em solda, deve-se sempre prestar atenção e tentar sentir estas

diferenças, para poder usá-las a seu favor em processos de

soldagens.

Abaixo temos a tabela que relata o desempenho de alguns tipos

de eletrodos em diferentes aplicações.

As aplicações variam de 1 a 10, sendo que 1 é Aplicação não recomendada r 10 é aplicação

fortemente recomendada

8.0 DEFINIÇÕES E SIMBOLOGIAS EM SOLDAGENS

8.1 Juntas

Chamamos de junta soldável ou simplesmente junta, a região da

peça a ser soldada, como podemos verificas a junta é composta

pela área afetada pela solda, inclusive a área de modificação

térmica; isto inclui parte das duas peças a serem juntadas, a junta

é composta basicamente pelo chanfro, a solda e a área afetada

termicamente; Não vamos nos aprofundar no assunto, pois o nosso

curso é apenas para a formação de soldadores e para

aperfeiçoamento das técnicas de soldagem; observe a seguir a

representação de uma junta e suas partes, iremos ver a


representação do chanfro, e depois da junta soldada e seus

passes.

Elementos de um Chanfro

Encosto ou nariz (s): Parte não chanfrada de um componente da

junta.

Garganta, folga ou fresta (f): Menor distância entre as peças a

soldar.

Ângulo de abertura da junta (α) e ângulo de chanfro (β).

Os elementos de um chanfro são escolhidos de forma a permitir

um fácil acesso até o fundo da junta, mas, idealmente, com a

menor necessidade possível de metal de adição.

Deve-se ter um cuidado especial na preparação dos Biseis

(chanfros) de soldagem. Chamamos de bisel (chanfro) à região

da peça a ser soldada como na figura abaixo; Podemos definir

chanfro como o corte ou preparação feito a uma junta pata

melhor penetração em toda a sua espessura; veremos abaixo, os

tipos de chanfros mais usados.


Estas juntas são previamente preparadas antes do processo de

soldagem, pois para se começar o processo deve se verificar, se

nas juntas a serem soldadas não há poeira, gorduras, umidade,

graxas, ou outro tipo de material que impeça ou mesmo influencie

de maneira negativa a aderência da solda nas peças.

Para a escolha do chanfro adequado observam-se primeiramente

as especificações técnicas da peça a ser soldada, são escolhidos

de forma a permitir um fácil acesso até o fundo da junta, mas,

idealmente, com a menor necessidade possível de metal de

adição.

Elementos de uma junta

• Raiz: Região mais profunda do cordão de solda. Em uma

junta chanfrada, corresponde à região do cordão junto

da fresta e do encosto. Tende a ser a região mais

propensa à formação de descontinuidades em uma

solda.

• Face: Superfície oposta à raiz da solda.

• Passe: Depósito de material obtido pela progressão

sucessiva de uma só poça de fusão. Uma solda pode ser

feita em um único ou em vários passes.

• Camada: Conjunto de passes localizados em uma mesma

altura no chanfro.

• Reforço: Altura máxima alcançada pelo excesso de

material de adição, medida a partir da superfície do

material de base.

• Margem: Linha de encontro entre a face da solda e a

superfície do metal de base.

• Chanfro: Corte efetuado na junta para possibilitar/facilitar

a soldagem em toda a sua espessura.

As juntas ainda podem ser dividas em juntas de Topo, canto,

arestas, sobreposta e junta de ângulo. Abaixo iremos conhecer os


tipos de juntas, observando que vocês deverão na extensão deste

curso trabalhar com todas elas, e só poderão deixar de praticá-las

quando conseguirem realizar soldagens de juntas perfeitas.

Juntas de topo

Quando a espessura do material não excede 5 mm geralmente

elas são soldadas simplesmente colocando as bordas retificadas

juntas uma da outra com espaçamento de 1 a 2 mm. Mesmo as

chapas com espessura de 5 a 8 mm podem ser soldadas sem

qualquer preparação especial, mas, porém aumentando-se o

espaçamento de 2 a 4 mm. Este tipo de juntas é referido como

junta de topo reto, Entretanto quando a espessura do material

exceder 8 mm é geralmente difícil conseguir penetração na borda

reta. As bordas são preparadas por usinagem na configuração "V"

conforme mostrado na figura anterior. Quando a espessura da

chapa é muito grande, usualmente acima de 20 mm, é melhor ter

uma preparação de borda tipo X isto ajuda a obter boa

qualidade de solda sem distorção.

O espaçamento de raiz é feito de forma que permita penetração

total enquanto que a face da raiz evita vazamento de solda

devido à excessiva concentração de calor nas bordas afiadas. O

ângulo do chanfro depende da fusão apropriada dos lados com

metal de solda do eletrodo. É selecionado para permitir a

completa limpeza da escória da raiz e dos cordões afetados.

Juntas Sobrepostas

Uma junta sobreposta é aquela em que as chapas se sobrepõem

uma as outras. Este tipo de junta não é muito recomendada e não

deve ser usada a menos que seja necessário. Quando for adotado

este tipo de junta a sobre posição deve ter entre de 3 a 5 vezes a


espessura da chapa e as soldas devem ser feitas em ambos os

lados.

É necessário que seja feita uma limpeza nas juntas, e as chapas

devem estar alinhada e montada. Comparando com a junta de

topo, a junta sobreposta tem as seguintes desvantagens:

(i) Perde-se metal ao fazer-se a sobreposição;

(ii) Juntas sobrepostas em tubulações exigem que os tubos tenham

diâmetros diferentes de forma que você possa encaixar um no

outro para se conseguir a superposição. Isto não só acarreta

obstruções ao fluido na tubulação, mas também permite uma

solda ao invés de duas a menos que tenha um grande diâmetro a

permitir a entrada do soldador dentro dela. Juntas sobrepostas

não são recomendadas para chapas com espessura acima dos

10 mm.

Juntas de Canto e de Aresta

Seguem as mesmas especificações mencionadas anteriormente,

porém são pouco usadas nos processos de manutenção e

fabricação devido à sua baixa resistência à tração e trepidação.

Juntas em Ângulo

Soldas de ângulo são extensivamente utilizadas pelo processo

SMAW. Dependendo da espessura das chapas o membro vertical

pode ter preparação quadrada, chanfrada ou junta "J". O

objetivo da preparação de junta é permitir a necessária

penetração e resistência. Essas juntas podem ser obtidas num

passe simples ou múltiplos passes dependendo da espessura da

chapa e da preparação da junta.

A seleção da junta dos três tipos e suas variantes discutidas acima

será governada pela espessura e pelo alinhamento das partes

envolvidas bem como do propósito e das condições de serviço da

junta resultante. Para qualquer situação dada o projetista deve

encontrar a melhor junta do ponto de vista da facilidade da

soldagem e performance satisfatória em serviço.


Elementos de uma Junta Soldada

Em soldagens usamos uma simbologia específica que o soldador

deve conhecer, pois a mesma facilita a execução dos processos

através de informações previamente inseridas e planificadas na

planta. Estas informações devem seguir critérios padronizados

para se evitar a duplicidade de interpretações e confusões na

hora da execução, vamos apenas conhecer os principais símbolos

em soldagens.

A simbologia de soldagem é a representação gráfica de todas as

informações que são necessárias da área. Dentre as várias normas

que são utilizadas na simbologia de soldagem, podemos citar as

que correspondem aos processos de trabalho de indústrias

Européias, americanas e asiáticas, tais como AWS – American

Welding

Largura da Solda

Reforço

Face da Solda

Margem da Solda

Penetração da Raiz

Penetração da Junta

Raiz da Solda

Largura da Solda

Zona Fundida

Zona Termicamente Afetada

Metal de Base

Cobre Junta


Societty; Euronorm,; ISO – International Standard Organization; JIS –

Japanese Industrial Standards. As normas mais utilizadas no Brasil

são da AWS e da ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas.

8.2 Símbolos

Os símbolos são desenhos que representam orientações para o

processo de soldagem; indicam a geometria das juntas, as

dimensões e o ângulo do chanfro, a abertura de raiz, o

comprimento da solda, o local de trabalho, entre outras

informações. Os símbolos são utilizados para economizar espaço e

trabalho nos desenhos dos projetos e, ao mesmo tempo; além

disso, os símbolos tornam a interpretação do desenho mais rápida

e fácil. Os símbolos de soldagem podem ser classificados em dois

grandes grupos: os símbolos básicos e os suplementares. A norma

AWS considera um terceiro grupo, o dos símbolos típicos, que

reúne todos os símbolos necessários à situação de soldagem, bem

como as dimensões e especificações de materiais.

Símbolos padronizados são usados para indicar a localização,

detalhes do chanfro e outras informações de operações de

soldagem em desenhos de engenharia. Existem sistemas de

símbolos de soldagem desenvolvidos em normas de diferentes

países. No Brasil, o sistema mais usada é o da American Welding

Society, através de sua norma AWS A2.4, Symbols for Welding and

Nondestructive Testing. Contudo, símbolos baseados em normas

de outros países são, também, usados. Como estes símbolos são

similares aos da AWS, mas apresentam diferenças em detalhes,

isto pode levar à interpretação errada de desenhos. Um símbolo

completo de soldagem consiste dos seguintes elementos:

Linha de referência (sempre horizontal),

Seta,

Símbolo básico da solda,

Dimensões e outros dados,

Símbolos suplementares,

Símbolos de acabamento,

Cauda, e

Especificação de procedimento, processo ou outra referência.


Na figura abaixo, veremos os Símbolos de soldagem e alguns de

seus componentes e símbolos suplementares.

Os símbolos básicos de soldagem transmitem as informações

elementares do processo. Segundo a AWS, as partes sempre

presentes na representação simbólica da soldagem são a linha de

referência e a linha de seta. A linha de referência, indicada na

figura anterior, é um traço horizontal que serve de suporte para as

informações a respeito da soldagem. Conforme sua localização,

acima ou abaixo da linha da referência, os símbolos utilizados

indicam ações diferentes. Um símbolo colocado abaixo da linha

de referência determina que o procedimento de soldagem deve

ser feito no lado indicado pela linha de seta; se o símbolo estiver

acima da linha, a soldagem deverá ser feita no lado oposto da

linha de seta. No caso de soldagem em ambos os lados da peça,

aparecerão dois símbolos, um acima e outro abaixo da linha de

referência.

Solda em um lado

Solda em ambos os lados

A linha de seta parte de uma das extremidades da linha de

referência e indica a região em que deverá ser realizada a


soldagem, como na figura anterior; o local exato da soldagem é

especificado pela posição do símbolo, acima ou abaixo da linha

de referência. A linha da seta pode ser colocada tanto na

extremidade esquerda quanto na direita da linha de referência,

devendo ser observada a estética do desenho.

A linha de seta pode ser contínua ou não. Quando a linha de seta

é contínua, indica que qualquer um dos lados da junta pode

apresentar chanfro. A linha de seta não contínua indica o lado da

junta que deverá ser chanfrado, semelhante à figura abaixo.

A outra extremidade da linha de referência pode apresentar um

símbolo semelhante ao da figura uma letra V deitada.

Este símbolo é chamado cauda e traz informações a respeito de

procedimentos, especificação e normas estabelecidos por

associações de soldagem. Essas indicações são compostas de

algarismos e letras, representativos do procedimento.

Se não for necessária nenhuma especificação, o desenho da

cauda pode ser dispensado.

O símbolo da solda por costura é representado como um círculo

colocado no meio da linha de referência e representa dois traços

horizontais que cortam o círculo, um acima e outro abaixo da

linha de referência, como podemos verificar na figura Abaixo.


Solda por Costura

Solda em Ângulo

A solda de tampão é representada por um retângulo colocado

acima ou abaixo da linha de referência, conforme a figura 2.9. O

retângulo pode conter algarismos, indicando a medida do

enchimento em milímetros; a omissão da medida indica que o

enchimento é total.

Solda em Tampão

Para simbolizar a solda por ponto, utiliza-se um círculo colocado

no meio da linha de referência.

Solda Ponto a ponto

O símbolo da solda de revestimento é representado por dois

semicírculos colocados abaixo da linha de referência e indica que

uma ou mais camadas de cordão necessárias, uma ao lado da

outra.

Solda de Revestimento

Como você viu podemos resumir esta primeira parte básica de

simbologia com os exemplos que daremos abaixo.

Linha de Referencia

Colocam-se aqui na parte de cima as informações relacionadas ao mesmo lado de soldagem; parte de cima ou do mesmo lado da representação da seta.

Colocam-se aqui na parte de baixo as informações relacionadas ao mesmo lado de soldagem; parte de baixo ou do lado oposto, podemos imaginas que a área do quadrado é um corte transversal da junta soldada.

15


Os símbolos das juntas com chanfro são: V ou X, meio V ou K, U ou

duplo U, J ou duplo J. O chanfro de uma junta é indicado por

meio desses símbolos, colocados na linha de referência.

Os variados tipos de juntas com chanfro, seus respectivos símbolos

e as representações deles nas juntas podem ser vistos no Quadro

abaixo.

a b c

Nas figuras anteriores temos soldas sem chanfros, com as peças

apenas encostadas, usamos estes chanfros em chaparias de

pequena espessura, a figura a representa solda sem chanfro

apenas na parte superior, a b representa que não há chanfro

apenas na parte inferior e a c representa soldagem sem chanfro

algum.

Chanfro biselado em X

Chanfro biselado em K ou meio V duplo

Chanfro em meio V

Chanfro biselado em U

Chanfro biselado em J

Como podem ver há infinitas possibilidades de combinações

destes símbolos, tais como meio u, duplo u etc.


Usando o quadro abaixo, podemos representar os mais variados

tipos de juntas soldadas, e chanfros, o símbolo básico da solda

indica o tipo de solda e chanfro que serão usados. A figura abaixo

mostra os símbolos básicos mais comuns


A posição do símbolo básico na linha de referência indica se a

solda será depositada no mesmo lado ou no lado oposto do local

indicado no desenho pela seta:

A simbologia de soldagem utiliza também símbolos suplementares

para fornecer informações mais detalhadas a respeito do tipo de

trabalho a ser feito.

As linhas múltiplas de referência, representadas na figura abaixo,

são utilizadas para conter as informações a respeito das

operações sucessivas de soldagem. A ordem em que essas

operações devem ser executadas é determinada pela

proximidade da linha em relação à seta; a primeira operação será

aquela indicada pela linha mais próxima da seta e assim

sucessivamente.

Esta representação anterior refere-se a uma soldagem com

chanfro em V na parte posterior, em seguida a representação


pede-se que se faça uma solda de revestimento, com o tempo

vocês vão dominar a leitura e interpretação de projetos de solda.


O símbolo de solda no campo é representado por um triângulo

cheio, ligado a um traço vertical e indica que a junta deve ser

soldada no final da montagem do conjunto; isto acontece no

caso de soldagem de conjuntos formados por peças muito

grandes que só podem ser montadas na obra; a ponta do

triângulo ou bandeira deve estar sempre em posição oposta à

linha de seta, conforme a figura abaixo.

Solda em Campo

O símbolo de solda em todo contorno, como verificado na figura

abaixo, é representado por um círculo colocado na intersecção

da linha de referência com a linha de seta e indica que todo o

local ao redor da junta deve ser soldado; este tipo de soldagem

geralmente acontece com junta em T.

Solda em Todo o Contorno

O símbolo do cobre-junta é representado por um retângulo

colocado acima ou abaixo da linha de referência, de acordo

com a direção indicada pela seta, e pode conter o símbolo

químico ou a classificação do material utilizado, como na figura

abaixo. Este símbolo indica que um material deve ser colocado

na raiz da junta para servir de suporte para o metal fundido.

O símbolo com espaçador é um retângulo que um material igual

ao metal de base, que fará parte da fusão, deverá ser inserido,

como representado na figura abaixo. O símbolo é colocado no


meio da linha de referência e pode conter a indicação do

material utilizado.

As dimensões da solda são representadas por números colocados

ao lado do símbolo ou dentro dele e indicam a altura da perna da

solda, a profundidade ou ângulo do chanfro a ser feito, a abertura

da raiz, a penetração de solda ou garganta efetiva, o

comprimento e o espaçamento do cordão de solda.

A medida da perna é colocada à esquerda do símbolo, como na

figura abaixo. Quando se tratar de solda executada nos dois

lados, cotam-se os dois símbolos e as duas medidas, sejam elas

iguais ou diferentes.

No caso de solda de pernas desiguais, as cotas devem indicar

primeiro a altura da perna e depois o seu comprimento.

A medida do ângulo é colocada dentro do símbolo do chanfro. A

medida da profundidade do chanfro a ser feito é colocada do

lado esquerdo do símbolo, como na figura abaixo.

Cu 1020

6

6 6 cm

6 cm

10 - 6

10 - 6

6 cm

10 cm


Abertura de raiz é a distância, na raiz da junta, entre as duas

peças a serem soldadas. A medida é colocada dentro do símbolo

que representa a junta, como na figura abaixo.

Observe que dependendo do símbolo que estiver à frente do

número e o símbolo complementar, esta representação pode

representar Ângulo de chanfros ou afastamento (ou distância), ou

ainda tamanho da raiz da junta.

Exemplo de um símbolo para uma solda em chanfro de ½ V com

dimensões:

A medida de penetração ou garganta efetiva é colocada à

esquerda do símbolo de solda, entre parênteses, como

representado na figura abaixo.

30 30

6

6

6

6


A dimensões de comprimento e espaçamento, nesta ordem, são

indicadas no lado direito do símbolo, separadas por um traço; o

comprimento é conhecido pela letra L, da palavra inglesa

―length‖, e o espaçamento é identificado pela letra P, de ―pitch‖;

estas letras podem aparecer na descrição do projeto, com as

indicações das respectivas dimensões, como na figura abaixo:

Podemos ainda representar as dimensões de Comprimento e

Espaçamento centro a centro. O espaçamento de uma solda

descontínua também é indicado à direita do símbolo; no caso de

solda descontínua coincidente, o símbolo é colocado acima e

abaixo da linha de referência. A dimensão do espaçamento de

uma solda descontínua intercalada também é indicada à direita

do símbolo, seguida pela dimensão do comprimento, conforme a

figura abaixo, onde representamos a solda descontínua.

10(11)

10

11

44 - 80

30 - 126 30 - 126


Os símbolos típicos indicam os procedimentos mais usuais de

soldagem e trazem indicações, colocadas nos símbolos básicos,

que são relacionadas a detalhes do processo, tais como abertura

de ângulo, dimensões de solda, de espaçamento entre centros de

incrementos, altura do depósito e outras, conforme nas figuras.

8.3 Símbolos de Ensaios Não-Destrutivos

Os símbolos utilizados para representar os ensaios não destrutivos

são semelhantes aos de soldagem; existem os símbolos básicos,

como linha de referência, de seta, cauda, no caso de haver um

procedimento ou especificação, e os suplementares, como os

suplementares, como os algarismos indicativos da quantidade de

ensaios, as siglas representativas de cada tipo de ensaio, o local

onde o ensaio deve ser feito e o comprimento da secção a ser

examinada.

Ainda que pouco usado por soldadores, existem uma simbologia

apropriada para os ensaios em soldagem, principalmente os

ensaios não destrutíveis. Os diversos tipos de ensaios não

destrutivos são designados por letras ou siglas e aparecem na

parte inferior do conjunto de símbolos. As notações empregadas

seguem as normas AWS e Petrobrás, conforme a Tabela abaixo:

30 - 126 30 - 126


As figuras no Quadro abaixo indicam diversos tipos de símbolos de

ensaios não destrutivos (Petrobrás). Quando não houver

obrigatoriedade de executar o ensaio de um lado determinado,

os símbolos serão colocados na interrupção da linha de

referência.

Os símbolos de ensaios não destrutivos são combinados com os

símbolos de soldagem, como se pode analisar no Quadro acima:

9.0 METAIS

É genericamente toda substância mineral que se apresenta em

estado sólido à temperatura ambiente — com a única exceção

do mercúrio — e que se caracteriza por brilho característico,

opacidade, dureza, ductibilidade (que permite que o material

seja esticado em arames finos) e maleabilidade (que possibilita

sua redução a lâminas delgadas). Incluem-se nessa definição

tanto os metais propriamente ditos (ouro, prata, ferro, etc.), como

algumas ligas (bronze e latão, por exemplo). Outras propriedades

físicas que caracterizam o metal são sua elevada densidade, boa

fusibilidade e, principalmente, os altos coeficientes de

condutividade térmica e elétrica.

RAD

Radiografia Lado da Seta

PM Partículas magnéticas sem lado

específicos

PM 100

Ensaio de partículas magnéticas a ser executado numa extensão de

100mm

LP 200

Ensaio De Líquido Penetrante a ser executado numa

extensão de 200mm

US (2)

Quantidade: 2 Ensaios de Ultrason a serem executados

Quantidade: 2 Ensaios de Ultrason a serem executados

(5) RAD

PM+ LP Ensaios Combinados Partículas

magnéticas e Líquidos Penetrantes lado opostos

EV

Ensaios combinados de Ultrasom e radiografia do

lado da seta e ensaio visual do lado oposto

US+RAD RAD 25%

Ensaio de Radiografia em 25% de toda a extensão soldada em locais

selecionados

Ensaio parcial de partículas magnéticas em 50% de toda

a extensão soldada, em locais selecionados

PM 50% PM

Proc 03

Ensaio de partículas magnéticas a ser executado em todo contorno da

peça pelo procedimento 3

US Proc 254

Ensaio de partículas magnéticas a ser executado em todo contorno da junta

soldada pelo procedimento 254


Liga Metalica

Uma liga é uma mistura, com propriedades específicas, que

contem ao menos dois elementos metálicos. Exemplos das ligas

são: aço (ferro, carbono e outros ), latão (cobre e zinco), bronze

(cobre e estanho, podendo conter outros elementos ) e

duralumínio (alumínio e cobre, podendo conter outros elementos).

Praticamente todos os aços contêm, além do carbono, os

elementos silício e manganês. Os elementos enxofre e fósforo

encontram-se presentes como impurezas. Aços inoxidáveis

contêm, além dos elementos contidos nos aços normais, cromo,

níquel e, em alguns casos, molibdênio. Aços especiais podem

conter: cobalto, vanádio, tungstênio, alumínio, cobre, boro e

outros. Os metais se oxidam, isto é, quando expostos ao oxigênio,

[muitas vezes em ambiente úmido (com H2O)], combinam se com

ele formando um óxido, que não possui algumas das principais

propriedades dos metais como o brilho e a ductilidade. No ferro,

por exemplo, esta camada de óxido é o que se dá o nome de

ferrugem.

Principais Propriedades Mecânicas dos Aços

Condutibilidade: térmica, elétrica;

Ductibilidade: capacidade de ser transformada em fios;

Maleabilidade: ser maleável, e ter a capacidade de ser

transformado em uma lâmina;

Elasticidade: ser esticado e voltar ao normal;

Tenacidade: resistência à tração;

Ponto de fusão e ponto de ebulição altos;

Aços Carbonos Comuns

São ligas formadas basicamente por ferro e carbono e apresenta

pequena quantidade de impurezas

Aços Carbono Resulfurados

São aços que contem teor de enxofre maior que os comuns.

Aços carbonos Resulfurados ou Refosforados

São aços que contem enxofre e fósforo em teores maiores que os

comuns.

Aço - Liga


São aços que contem elementos adicionados intencionalmente

para melhorar suas características.

Existem atualmente dois sistemas numéricos de classificação. Os

institutos, AISI e SAE criaram códigos para definir os elementos da

liga e o conteúdo de carbono dos aços. A classificação AISI/SAE

utiliza quatro dígitos para designar os materiais. Os dois primeiros

números representam os principais elementos que compõem a

liga. Os dois últimos números indicam a quantidade de carbono

presente, em centésimos de porcentagem.

Exemplo: SAE 1030 - aço ao carbono com 0,3% de C.

Para obtenção de soldas de alta qualidade e necessário que o

metal de base a ser soldado seja identificado de forma correta

pois a maioria das ligas metálicas são soldáveis, mas algumas

oferecem maior dificuldades do que outras sendo necessário a

identificação da mesma para escolha do procedimento e ou

parâmetros para soldagem adequado.

A American Welding Society (AWS) define soldabilidade como ―a

capacidade de um material ser soldado nas condições de


fabricação impostas por uma estrutura projetada de forma

adequada e de se comportar adequadamente em serviço‖.

Segundo Modenesi algumas indagações precisam ser observadas

na escolha do metal de base:

O metal de base é adequado para aplicação desejada ?

isto é ele possui as propriedades físicas e químicas

adequadas e necessárias para resistir aos requerimentos da

aplicação.

O projeto da estrutura soldada e de suas soldas é adequado

para o uso pretendido.

O metal de base a ser soldado apresenta boas

características em função do processo de soldagem

aplicado.

É necessário então avaliar a própria junta, Idealmente a junta

deveria apresentar resistência mecânica, ductilidade,

tenacidade, resistência à fadiga e a corrosão uniforme ao longo

da solda e as propriedades similares dos materiais.

Na maioria dos casos, a produção de uma solda envolve o uso de

calor e/ou deformação plástica, resultando em uma estrutura

metalúrgica diferente da do metal base. Soldas também podem

apresentar descontinuidades como vazios, trincas, material

incluso, etc.

Três problemas inter-relacionados devem ser considerados:

Problemas na zona fundida ou na zona termicamente afetada

que ocorrem durante ou imediatamente após a operação de

soldagem, como poros, trincas de solidificação, trincas induzidas

pelo hidrogênio, perda de resistência mecânica, etc.

Problemas na solda ou no material adjacente que ocorrem nas

etapas de um processo de fabricação posterior a soldagem.

Incluem a quebra de componentes na região da solda durante

processos de conformação mecânica.

Problemas na solda ou no material adjacente que ocorrem em

certo momento durante o serviço da estrutura soldada. Estes

podem ser, por exemplo, aparecimento e propagação de trincas

por diversos fatores, problemas de corrosão, fluência, etc.


9.1 SOLDAGENS DE AÇOS FERROSOS

Soldagem de Aços Carbono e de Baixa Liga

O maior problema destes aços é a formação de trincas induzidas

pelo hidrogênio, principalmente na zona termicamente afetada,

podem ainda ocorrer problemas de porosidade, mordeduras, falta

de fusão, corrosão, etc.

Aços de Baixo Carbono e Aços Doces

Aços de baixo carbono incluem as series AISI C-1008 e C1025. Para

soldagem com eletrodo revestidos, eletrodos da classe AWS E60XX

e E70XX fornecem resistência mecânica suficiente para soldagem

destes aços. Eletrodos E60XX devem ser usados para aços com

limite de escoamento inferior a 350 MPa. Eletrodos E70XX devem

ser usados com aços com limite de escoamento de ate 420 MPa.

Aços de Médio Carbono

Estes aços incluem as series AISI entre C -1030 e C-1050. Um pré-

aquecimento entre 150 e 260 º C pode ser necessário pós-

aquecimento é recomendado algumas vezes para aliviar tensões

residuais e reduzir a dureza que pode ser causada por

resfriamento rápido após a soldagem. Esses aços podem ser

soldados pelos mesmos processos usados para soldagem de aços

de baixo carbono.

Aços de Alto Carbono

Estes aços incluem as series AISI C-1050 e C -1095. A soldagem

destes aços necessita de cuidados especiais. Eletrodos/processos

de baixo hidrogênio precisam ser usados com um

preaquecimento entre 200 e 320º C, especialmente para peças

mais pesadas. Um tratamento térmico após a soldagem (alívio de

tensões ou mesmo recozimento) é usualmente especificado. Os

mesmos processos de soldagem podem ser usados para estes

aços.


Aços de Baixa Liga

Estes aços são soldados, no processo eletrodo revestido, com

eletrodos das classes E80XX, E90XX e E100XX na norma AWS A5.5.

Para a seleção do metal de adição para estes aços. Além das

propriedades mecânicas, é necessário considerar detalhes da sua

composição química.

Aços de Baixa Liga ao Níquel

De ate 260º C 200° incluem aços das series AISI 2315, 2515 e 2517.

Pré-aquecimento não é necessário para %C < 0,15, exceto para

juntas de grande espessura. Para maiores teores de carbono, um

pré-aquecimento de ate 260º C deve ser usado, embora para

juntas de cerca de 7mm, este possa ser dispensado. Eletrodos de

baixo hidrogênio com sufixo C1 ou C2 devem ser usados

dependendo do teor de níquel do metal de base.

Aços Baixa Liga ao Manganês

Pré-aquecimento não é necessário para teores menores de

carbono manganês. Para C > 0,25%, um pré -aquecimento entre

120 e 150º C é necessário. Para maiores teores de carbono e

manganês e para juntas de grande espessura, a temperatura de

pré-aquecimento pode atingir 300º C, sendo recomendado o uso

de alivio de tensões. Eletrodos E80XX e E90XX com sufixos A1, D1 e

D2 devem ser usados.

Aços de Baixa Liga ao Cromo

Este grupo inclui os aços dos tipos AISI 5 015, 5160, 50100, 51100 e

52100. Aços com teor de carbono próximos do seu limite inferior

podem ser soldados sem nenhum cuidado especial. Para maiores

teores de carbono (e de cromo), a temperabilidade é aumentada

de forma pronunciada e pré-aquecimentos de ate 400º C podem

ser necessários, particularmente para juntas de grande espessura.

Eletrodos revestidos com sufixo B devem ser usados.


Aços Resistentes ao Tempo (Aços Patináveis)

São aços de baixa liga que podem ser expostos ao ambiente sem

serem pintados, sendo protegidos por uma densa camada de

oxido que se forma naturalmente. Estes aços estão cobertos pela

especificação ASTM A242. Formulas de carbono equivalente (CE),

são comumente usadas para estimar a necessidade de cuidados

especiais na soldagem de um aço, seguindo a seguinte

expressão:

O CE deve ser calculado pela composição real do aço, quando

não for possível devem ser usados os teores máximos na faixa da

especificação do aço.

Para C < 0,40, o aço é considerado facilmente soldável.

Quando CE > 0,60, deve-se usar pré-aquecimento para

juntas acima de 20mm.

Quando CE > 0,90, um pré-aquecimento a uma temperatura

elevada é absolutamente necessário para todos os casos,

exceto para juntas de espessura muito pequena.

Aços Estruturais Temperados e Revenidos

Estes aços são cobertos pelas especificações ASTM A514/A517 e

outras. Para soldagem de aços da classe ASTM A514/A517, um

baixo aporte térmico é utilizado para se conseguir uma resistência

mecânica adequada na junta. Três fatores devem ser

considerados:

O uso do metal de adição adequado;

O uso do correto aporte térmico;

A estrita obediência ao procedimento de soldagem

recomendado.


O processo comumente usado na soldagem destes aços é

eletrodo revestido, arco submerso e arame tubular, dependendo

da disponibilidade de consumíveis. O processo TIG também é

utilizado, mas é restrito a juntas de menor espessura.

Qualquer que seja o processo de soldagem é essencial garantir

que o nível de hidrogênio na solda seja mínimo devido ao risco de

formação de trincas. Isto significa a utilização de consumíveis de

baixo hidrogênio, uma secagem adequada e a preparação de

uma junta limpa.

Na soldagem com eletrodo revestido, eletrodos de baixo

hidrogênio da classe E11018 ou E 12018 devem ser utilizados para

garantir uma resistência mecânica mínima na junta.

Juntas de pequenas espessuras (25 mm) podem ser soldadas a

temperaturas próximas a ambiente. Maiores espessuras precisam

de um pré-aquecimento em torno de 100º C e temperaturas

maiores podem ser utilizadas para juntas com pequena liberdade

de movimento (alta restrição) devido às elevadas tensões residuais

que podem desenvolver.

Aços Cromo-Molibdênio

Os processos mais comumente usados para soldagem de aços Cr-

Mo, eletrodo revestido, TIG e MIG/MAG, embora arco submerso e

arame tubular também possam ser usados, para qualquer

processo é importante selecionar um metal de adição similar ao

metal de base. No processo de eletrodo revestido, eletrodos com

sufixo B são utilizados variando de B1 a B4, para maiores teores de

liga eletrodos especiais são usados.

O procedimento de soldagem deve incluir pré-aquecimento (com

temperaturas de ate 370º C) e, muitas vezes pós-aquecimento em

função da temperabilidade destes aços. Temperaturas de

tratamentos térmicos variam de 620 a 705º C, as menores

temperaturas são usadas para menores espessuras.

No caso de interrupção da soldagem antes do seu termino, a

junta deve ser resfriada lentamente e tratada termicamente antes

do reinicio da soldagem.


Soldagem de Aços Inoxidáveis

Os três processos mais utilizados para soldagem de aços

inoxidáveis são eletrodo revestido, TIG e MIG/MAG, embora vários

outros sejam também usados. O processo de eletrodo revestido é

utilizado em serviços em geral, particularmente no campo e em

diferentes posições. O processo TIG é amplamente utilizado na

soldagem de peças de aço inoxidável de menor espessura. O

processo MIG/MAG é utilizado para juntas mais espessas, sendo

um processo de maior produtividade.

As diferenças de propriedades físicas entre aços comuns e os

inoxidáveis implicam em diferenças nos procedimentos de

soldagem. As principais diferenças são:

Menor temperatura de fusão.

Menor condutividade térmica.

Maior coeficiente de expansão térmica.

Maior resistência elétrica.

Soldagem de Ferros Fundidos

Os ferros fundidos apresentam varias características que dificultam

a sua soldagem, destacando-se:

Alto teor de carbono e, em geral, de fósforos e de enxofre.

Tendência à formação de cementita na região da solda

devido às velocidades de resfriamento relativamente

elevadas associadas com a soldagem.

Baixa ductilidade do metal de base e de sua zona

termicamente afetada.

Estrutura porosa dos ferros fundidos cinzento, maleável e

nodular favorece a absorção de graxas e outras sujeiras

durante o seu uso.

Ferros fundidos brancos são considerados, em geral não soldáveis

devido a sua extrema fragilidade. A soldagem é utilizada em ferros

fundidos cinzentos, principalmente para eliminar defeitos de

fundição e para reparar peças trincadas ou mesmo fraturas. A

soldagem de ferros fundidos pode ser divida em duas:


Procedimentos que fornecem um metal de depositado de

composição similar ao metal de base (ferro fundido).

Procedimentos que fornecem um metal depositado de aço

ou ligas com um elevado teor de metais não ferrosos

(cobre/níquel).

O primeiro método é usado para reparar defeitos em peças

fundidas e utiliza um pré-aquecimento de 300 a 700º C e, em

geral, um tratamento térmico após a soldagem. Durante a

soldagem, forma-se uma grande poça de fusão, favorecendo a

remoção de gases e inclusões não metálicas na zona fundida. O

resfriamento da solda é mantido bem lento (não mais do que 50 a

100º C/h) dificultando a formação de ledeburita e de martensita

na Zona Fundida e na Zona Termicamente Afetada. Os principais

processos de soldagem usados neste tipo de procedimento são

oxigás, eletrodo revestido e arame tubular.

No segundo método, a soldagem é, feita sem pré-aquecimento

ou com um preaquecimento mínimo com a deposição de passes

curtos e espaçados e com baixa energia de soldagem de modo a

minimizar a extensão das regiões afetadas pela soldagem.

Eletrodos podem ser de metais não ferrosos (ligas de níquel ou de

cobre) ou de aço. No primeiro caso, o material não dissolve o

carbono nem forma carbonetos, mantendo a Z.F. dúctil e macia.

Eletrodos de aço podem ser de aço inoxidável austenistico ou de

aços especiais com elevado teor de elementos formadores de

carboneto, neste caso o deposito tende a ter uma dureza mais

elevada, não sendo, em geral usinável, normalmente realizado

com eletrodo revestido.

9.2 SOLDAGEM DE METAIS NÃO FERROSOS

Alumínio e suas ligas

O alumínio apresenta diferenças de propriedades físicas e

químicas que levam a diferenças de sua soldagem em

comparação com a dos aços:

Elevada afinidade pelo oxigênio.


Elevada condutividade térmica.

Elevado coeficiente de expansão térmica.

Baixo ponto de fusão (660º C)

Na soldagem de alumínio, o uso de pré-aquecimento e de um

maior aporte térmico é comum na soldagem de juntas de maior

espessura para garantir a formação da poça de fusão e evitar

problemas de falta de fusão, O preaquecimento na soldagem do

alumínio não deve ser superior a 205º C.

Os principais problemas metalúrgicos de soldabilidade do alumínio

e suas ligas são a formação de porosidade pelo H2, a formação

de trincas de solidificação e a perda de resistência mecânica

(para metal de base encruado ou endurecível por precipitação).

Os processos mais usados são MIG?MAG e TIG. Em ambos os

processos, a seleção do consumível é baseada na composição

química e em aspectos mecânicos e metalúrgicos. A

especificação de consumíveis para os processos MIG/MAG e TIG é

coberta pelas normas AWS A5.3 A5.10. A soldagem TIG é usada

principalmente para juntas de menor espessura. Os gases de

proteção usuais são argônio e o helio ou misturas de ambos.

Maiores teores de helio permitem uma melhor fusão do metal de

base nas causam redução da estabilidade do processo e da

remoção de oxido da superfície da junta.

Cobre e suas Ligas

As propriedades que requerem uma atenção especial na

soldagem do cobre são:

Elevada condutividade térmica.

Elevado coeficiente de expansão térmica.

Tendência a se tornar frágil a altas temperaturas.

Ponto de fusão relativamente baixo.

Baixa viscosidade do metal fundido.

Elevada condutividade elétrica.

O cobre necessita de um pré-aquecimento maior do que o

alumínio, para controle da fusão na sua soldagem, por exemplo,

para a soldagem de uma junta de 12mm de espessura,

recomenda-se um pré-aquecimento de cerca de 400º C para


soldagem TIG com argônio. O cobre apresenta grande potencial

para problemas de distorção. Ligas de cobre e zinco não devem

ser soldadas a arco, pois a elevada temperatura deste pode levar

a vaporização de parte do zinco na poça de fusão. Os processos

mais usados para soldagem do cobre e suas ligas são TIG e

MIG/MAG. A soldagem TIG é feita normalmente com corrente

continua e eletrodo negativo e proteção de argônio, hélio ou

misturas de ambos destes dois gases.

Para ligas de cobre e alumínio, pode ser necessário o uso de

corrente alternada para limpeza superficial. O processo MIG/MAG

é usado para soldagem de peças de maior espessura.


10. TÉCNICAS OPERATÓRIAS

As técnicas operatórias são os procedimentos e informações

corretas para uma ótima execução dos serviços de soldagem, são

imprescindíveis na execução conhecimentos relacionados não

somente ao processo, mas também à preparação, limpeza, e

inconformidades.

Este exemplar traz as noções básicas necessárias para o início na

carreira de soldador, o aperfeiçoamento das técnicas aqui

aprendidas depende única e exclusivamente do interesse do

aluno.

10.1 Preparação de Juntas

As juntas a serem soldadas devem estar isentas de óleo, graxa,

óxidos, tinta, resíduo do ensaio de líquido penetrante, areia e

fuligem do pré-aquecimento a gás, em uma faixa de 25mm de

cada lado das bordas.

Depósitos de carbono, escória e cobre resultantes do corte do

eletrodo de carbono devem ser removidos para garantir a

remoção total da ZAT, não podendo esta remoção ser menor do

que 1mm.

Na solda e em 25mm adjacentes a ela, as juntas a serem soldadas

devem estar escovadas e isentas de impurezas que posam

interferir na soldagem.

Quando o escovamento é empregado na preparação de

superfície de aço inoxidável austenítico ou liga a base de níquel, a

escova deverá ser de aço inoxidável ou revestido deste material e

deverá ser usada apenas com estes materiais.

Quando for usada limpeza química para eliminação de graxa,

tinta, óleo e etc. da superfície de aço inoxidável austenítico e liga

a base de níquel, os produtos utilizados devem possuir certificado


de contaminantes (Cl, F, e S) de maneira a atender aos requisitos

da norma ASME V artigo 6 T-641.

Ferramentas e Acessórios para Preparação das Juntas

Vários equipamentos, ferramentas e acessórios podem ser

utilizados para preparação das juntas a serem soldadas, dividem-

se em:

Processos que utilizam ferramentas manuais

Processos que utilizam equipamentos e ou ferramentas

rotativas

Processos e Ferramentas Utilizados

Para preparar juntas manualmente e indispensável o uso de

ferramentas e acessórios como abaixo listados não só para a

limpeza da superfície a ser soldada como para possíveis desbaste

e preparações especiais.

Bancada com Morsas para a Preparação de Juntas de Soldagem

As bancadas devem ter sua superfície plana e serem bem fixas já

as morsas devem ser fixadas em bancadas ou pedestais e são

utilizadas para fixação das peças a serem trabalhadas.

Limas Chatas Bastardas ou Murça

Para preparação de juntas. Possuem ambas as faces com picado

duplo e as bordas com picado simples, a ponta é ligeiramente

afilada na largura. As limas bastardas destinam-se ao desbaste

rápido, tanto para materiais ferrosos como não ferrosos.


As limas murças destinam-se a acabamentos.

Escova Manual de Aço

Utilizadas para limpeza superficial ou entre juntas de tintas e

oxidações leves e escoria e podem ter fios em aço, inox, ou

bronze com duas três ou quatro fileiras com cabo em madeira ou

plástico.

Martelo Picador

É uma ferramenta usada para a remoção de escoria proveniente

da soldagem, e deve ter suas pontas bem afiadas para uma

perfeita remoção.

Alicate Tenaz Pegador e outros Tipos de Utilizados na Soldagem

Os alicates têm a função de manipular e ou fixar as peças a serem

soldadas.

Martelos

Os martelos são utilizados no rebatimento de chapas e remoção

de escoria, e são encontrados em diversos modelos e tamanhos e

peso para uma infinidade de aplicações. Vejo os exemplos

abaixo.


Esmeril de Coluna, ou de Bancada

Utilização: Desbastes de metais, madeira e alguns tipos de

plástico. Ajustes (por abrasão) de ferramentas de corte como

brocas, formão, facas eletrodos e etc.

Funcionamento: Funciona pela movimentação de um rebolo

(normalmente chamado de pedra) que girando à alta

velocidade, permite a abrasão do que se vai trabalhar.

Esmerilhadoras Angulares de 7” e 4”

Equipamento elétrico rotativo 110V,220V que utiliza discos de

desbaste e corte para metais e não metais,com rotação em

torno de 8500 RPM para equipamentos de 7‖ e 12000 RPM para

equipamentos de 4‖

As rotações para estes tipos de equipamentos diminuem com

aumento do diâmetro do disco utilizado.

Esmerilhadeira com empunhadura lateral com duas posições,

chave de aperto do disco, flange, porca e proteção e detalhe da

montagem dos discos desbaste e corte.

Observação: Os rebolos para esmeril e discos de corte e de

desbaste para Esmerilhadeira são fabricados em geral com oxido


de alumínio e resinas com a adição de telas em fibras de vidro

para os discos de desbaste e corte.

Retificas Retas

Utilizadas na preparação de juntas com desbaste leve

principalmente em peças cilíndricas, com rotação em torno de

22000 RPM utilizando pontas montadas (rebolos).

Escovas Rotativas para Esmerilhadeira Angular e Retifica

São utilizadas para acelerar o processo de limpeza antes e após a

soldagem e são confeccionadas em fios de aço com diversos

diâmetros e formatos para aplicações diversas podendo possuir

rosca na própria escova ou ser necessária a utilização de

acessórios para fixação.

10.2 Ponteamento

A finalidade do ponteamento é permitir uma fácil, correta e

econômica fixação das peças a soldar. Ele consiste em executar

cordões curtos e distribuídos ao longo da junta, sendo sua função

básica manter a posição relativa entre as peças, garantindo a

manutenção de uma folga adequada. O ponteamento pode ser

aplicado diretamente na junta, nos casos em que é prevista a

remoção da raiz.

A geometria da peça e a sequência de pontos devem ser

estudadas de forma a evitar, ou minimizar, as distorções ou o

fechamento das bordas. Se isto não for evitado, viria a prejudicar

a penetração e precisaria uma remoção excessiva de raiz, sob

risco de vir a causar a inclusão de escória.


Para evitar estes inconvenientes, a técnica recomendável é partir

do centro para as extremidades, conforme mostrado na figura

abaixo.

L=30 a 50 vezes a espessura E

O comprimento do ponto é determinado em função da

experiência do soldador e deverá ser tal que garanta possíveis

manobras na peça, e ao mesmo temo resista aos esforços de

contração causados pela operação de soldagem. Uma regra

prática utilizada para peças com muitas vinculações, é utilizar

entre 1,5 a 3 vezes a espessura da chapa.

Nos casos onde não é possível a remoção da raiz, ou em casos

onde se pretende uma junta perfeitamente penetrada sem

remoção, pode-se utilizar de alguns artifícios para manter o

chanfro limpo e a abertura adequada para a operação de

soldagem.

Alguns destes recursos são apresentados abaixo, creio que muitas

destas técnicas são conhecidas por vocês.

Técnicas de fixação são conhecidas como cachorro e cilindro

Dispositivos para Verificação e Controle da Junta

Estes dispositivos são usados na calibração de folgas, canais

estreitos ou ajuste de peças usadas em conjuntos mecânicos

cada pente dispõe de laminas com os valores gravados sendo

protegidos por uma capa de aço.


Escolha do Diâmetro do Eletrodo

Para execução de uma soldagem é necessário que os parâmetros

abaixo estejam de acordo com o trabalho a ser executado ou

EPS.

Corrente de Soldagem x Diâmetro e Tipo de Eletrodo

Principais Faixas de Corrente Utilizadas

Posicionamento do Eletrodo

Para posição plana e horizontal


Posicionamento posição vertical ascendente, descendente e sob cabeça.

Posicionamento do Eletrodo em caso de Soldas em Ângulo

Técnicas de Tecimento

Tecimento é o movimento contínuo, sincronizado realizado pelo

eletrodo para uma melhor disposição do cordão de solda e poça

de fusão, ele tem papel fundamental no acabamento do cordão

de solda. Existem muito mais técnicas do que estas mostradas na

figura, porém as mais usadas são estas quatro da figura abaixo

Tipos de tecimento


Alívio de Tensões e controle de Contrações

Como já é do nosso conhecimento, ao efetuar a solda, há a

interferência de forças de tração e deformação que podem

comprometer o resultado final do trabalho, nos atentaremos

apenas para o básico e os problemas corriqueiros encontrados no

trabalho em nosso dia-a-dia.

Tensões influenciadas pelo tecimento

A figura (1) mostra o enchimento por filetes método este que

permite a melhoria das propriedades mecânicas devido a sua

menor introdução de calor evitando assim o crescimento dos

grãos um dos motivos de fragilização da juntas, mas é o método

de soldagem que tem a maior probabilidade de inclusão de

escoria.

A figura (2) mostra o enchimento por passes largos esse método é

empregado quando utiliza-se eletrodos de grande fluidez em que

se tem total controle da poça de fusão e que essa movimentação

não exceda 5 vezes o diâmetro do eletrodo.

A figura (3) mostra o enchimento por passe triangular esse ultimo é

uma derivação do anterior que é empregado na soldagem de

chapas grossas onde se requer uma alta taxa de deposição, mas

deve-se salientas a diminuição das propriedades mecânicas.


Tabela com Métodos para Alívio de Tensões

Procedimento Descrição Características Limitações

Pro

cess

os

Mec

ânic

os

(a)

Martelamento

Martelamento do metal depositado e de suas

adjacências durante ou após a soldagem

Método simples. Pode causar refino de grão

Inadequado para materiais de baixa

ductibilidade

Encruamento

A junta soldada é deformada plasticamente

pela aplicação de cargas de tração

Bastante eficiente para tanques esféricos e

tubulações

Inadequado para estruturas complicadas

pela dificuldade de aplicar tensões uniformes

Vibração

Vibrações são aplicadas na estrutura causando uma

ressonância de baixa frequência o que ocasiona

deformação plástica parcial da estrutura e alívio nas

tensões

Operação simples

Inadequado para chapas grossas ou grandes estruturas. Alívio de

tensões não é uniforme

Pro

cess

os

Té

rmic

os

(b) Recozimento Alivio

de Tensões

Aquecimento de 600-700ºC seguido de

resfriamento lento. Pode ser local ou total

Muito utilizado e bastante eficiente

Inaplicável para grandes estruturas e difícil de ser

executado em campo. Custo elevado

Recozimento a alta temperatura

Aquecimento de 900-950ºC seguido de

resfriamento lento. Pode ser local ou total

Pode eliminar completamente as tensões residuais

Inaplicável para grandes estruturas e difícil de ser

executado em campo. Custo elevado

Alivio de tensões a baixa temperatura

Aquecimento no local da solda de 150-200ºC em

uma largura de 60 a 130mm

Adequado para grandes estruturas

O alívio é baixo

11. DESCONTINUIDADE NA SOLDAGEM

É qualquer interrupção da estrutura típica ou (esperada).Neste

sentido pode-se considerar como descontinuidade qualquer

alteração na homogeneidade nas propriedades físicas,

mecânicas ou metalúrgicas do material ou da solda. As

descontinuidades dividem-se em três tipos:

Dimensional

Estruturais

Descontinuidades relacionadas com as propriedades

indesejáveis da região da solda.


11.1 Descontinuidades Dimensionais

Para a fabricação de qualquer estrutura soldada é necessário que

tanto a estrutura como as suas soldas tenham dimensões e formas

similares(dentro das tolerâncias exigidas) às indicadas em

desenhos, projetos, ou contratos. Uma junta que não atenda a

esta exigência pode ser considerada defeituosa, sendo necessário

a sua correção para aceitação final. As principais

descontinuidades Dimensionais são:

Distorção

É a mudança de forma da peça devido as deformações térmicas

do material durante a soldagem.

Preparação Incorreta da Junta

Inclui falha ao produzir um chanfro com as dimensões ou forma

fora das especificada.

Dimensão Incorreta da Solda (Perfil do Cordão)

O perfil do cordão de solda é importante pois variações bruscas

agem como concentradores de tensão, facilitando o

aparecimento de trincas o facilitar o aprisionamento de escorias


11.2 Descontinuidades Estruturais

Porosidade

As principais causas operacionais de formação de porosidade

estão relacionadas com as contaminações de sujeira, oxidação e

umidade, na superfície do metal de base e consumíveis de

soldagem.

Inclusão de Escória

Este termo é usado para descrever partículas de óxidos e outros

sólidos não metálicos, aprisionados entre os passes de solda ou

entre o metal de solda e o metal de base, geralmente formado

por materiais poucos solúveis.

Falta de Fusão

Esse termo refere-se a ausência de união entre passes adjacentes

de solda ou entre a solda e metal de base. A falta de fusão e

causada por um aquecimento inadequado material sendo

soldado como resultado de uma manipulação inadequada do

eletrodo.


Falta de Penetração

O termo refere-se a falha em fundir e encher completamente a

raiz. A falta de penetração é causada por diversos fatores

destacando-se a manipulação incorreta do eletrodo, um projeto

inadequado da junta (ângulo de chanfro inadequado ou

abertura da raiz pequenos, ou alternativamente , a escolha do

eletrodo com o diâmetro muito grande, em ambos os casos torna-

se difícil ou impossível o direcionar o arco para a raiz da junta ou

ainda o uso de uma baixa corrente de soldagem

Mordeduras

Este termo é usado para descrever reentrâncias agudas formadas

pela ação da fonte de calor arco entre passes de solda e o metal

de base ou outro passe adjacente na ultima camada

(acabamento). A mordedura causa diminuição da espessura da

junta e acumula tensões, quando ocasionada entre passe e junta

tende ao acumulo de escoria.

Trincas

São consideradas em geral, as descontinuidades mais graves em

uma junta soldada por serem fortes concentradores de tensão e

elas podem se formar durante logo após a soldagem ou em

operações subsequentes a soldagem, e podem acontecer a

quente e a frio.


Tipos de Trincas

1. Trinca de cratera

2. Trinca transversal

3. Trinca a transversal no metal de base

4. Trinca longitudinal

5. Trinca longitudinal no metal de base

6. Trinca na zona afetada termicamente pelo calor (ZAT)

7. Trinca na zona de ligação entre o cordão e metal de base

8. Trinca na raiz da solda

11.3 Propriedades Inadequadas

Soldas depositadas em uma peça ou estrutura devem possuir

propriedades (mecânicas, químicas etc.) adequadas para a

aplicação pretendida. Estas propriedades são em geral,

especificadas e verificadas em testes de qualificação ou em

amostras retiradas de um lote da produção. As propriedades

mecânicas frequentemente avaliadas são limite de resistência

atração e escoamento ductilidade e tenacidade da junta

soldada., propriedades químicas também são de interesse e

podemos incluir a composição química resistência a corrosão e

etc.


12. MÉTODOS E TESTES PARA QUALIFICAÇÃO DE SOLDADORES

12.1 Ensaios Não Destrutivos

Inspeção Visual e Dimensional

É feita por profissional qualificado na inspeção de soldagens, e os

valores encontrados devem respeitar as tolerâncias pré-

estabelecidas.

A montagem da peça teste devera ter as dimensões e a

preparação de acordo com procedimento qualificado. A

superfície do cordão de solda e raiz são analisados quanto as:

dimensões do cordão, reforço do cordão de solda penetração,

excessiva, falta de fusão, concavidade ou convexidade,

deposição insuficiente, respingos, falta de fusão na raiz rechupes

abertura do arco simetria do cordão de solda, desalinhamento,

deformações inclusões limpeza etc.

Instrumentos Utilizados no Ensaio Visual

Medidor de múltiplas finalidades (tipo FBTS);

Gabarito para soldas de ângulo;

Transferidor;

Trena metálica;

Escala metálica;

Paquímetro;

Medidor de desalinhamento (tipo hi-lo);

Lupa


Inspeção por Líquidos Penetrantes

Este método é usado para a revelação de descontinuidades

superficiais e é baseado na penetração destes por um liquido

apropriado e na sua posterior remoção pela aplicação de um

material absorvente (revelador) na superfície sendo examinada.

Ultra Som

As ondas atravessam a junta soldada e através da velocidade de

propagação das mesmas é possível estimar a localização e o

tamanho das continuidades.

Ensaio Radiográfico

Este método é usado para detectar a presença de

descontinuidades internas e externas em metais ferrosos e não

ferrosos e em materiais não metálicos e permite a obtenção de

um registro permanente do resultado do ensaio.


EPS

A Especificação de Procedimento de Soldagem (EPS) é um

documento no qual os valores permitidos de diversas variáveis do

processo estão registrados para serem adotados, pelo soldador ou

operador de soldagem, durante a fabricação de uma dada junta

soldada. Variáveis importantes de um procedimento de soldagem

e que, portanto, podem fazer parte de uma EPS incluem, por

exemplo, a composição, classe e espessura do(s) metal (is) de

base, processo(s) de soldagem, tipos de consumíveis e suas

características, projeto da junta, posição de soldagem,

temperatura de pré-aquecimento e entre passes, corrente, tensão

e velocidade de soldagem, aporte térmico, número aproximado

de passes e técnica operatória. Naturalmente, a forma exata de

uma dada Especificação de Procedimento de Soldagem e as

variáveis por ela consideradas dependem da norma técnica que

está sendo aplicada. O anexo 1 mostra um exemplo de formulário

para uma EPS.

Para que possa ser utilizada na produção, uma EPS deve ser antes

qualificada. Para isto, amostras adequadas devem ser preparadas

e soldadas de acordo com a EPS. Corpos de prova devem ser

retirados destas amostras e testados ou examinados, os resultados

destes devem avaliados e, com base nos requerimentos

estabelecidos pela norma, projeto ou contrato, o procedimento

deve ser aprovado ou rejeitado (neste caso podendo ser

convenientemente modificado e testado novamente).

Os testes que serão realizados na qualificação de uma EPS, assim

como o seu número, dimensões e posição no corpo de prova,

dependem da aplicação e da norma considerada. Como testes,

que podem ser requeridos, pode-se citar:

Ensaio de dobramento,

Ensaio de tração,

Ensaio de impacto (ou outro ensaio para determinação de

tenacidade),

Ensaio de dureza,

Macrografia,

Ensaios não destrutivos (por exemplo, radiografia), e

Testes de corrosão.


MODELO DE UMA EPS EM BRANCO


MODELO DE UMA EPS PREENCHIDA


Os resultados dos testes devem ser colocados em um Registro de

Qualificação de Procedimento (RQP) o qual deve ser referido pela

EPS, servindo como um atestado de sua adequação aos critérios

de aceitação estabelecidos.

Enquanto os originais da EPS e RQP devem permanecer

guardados, cópias da EPS já qualificada devem ser

encaminhadas para o setor de produção e colocadas próximas

das juntas que serão fabricadas de acordo com a EPS. Durante a

fabricação, os valores indicados na EPS deverão ser seguidos.

Inspeções periódicas são realizadas para verificar que o mesmo

está ocorrendo.

Dependendo do serviço a ser executado, um grande número de

juntas soldadas pode vir a exigir qualificação. Nestas condições, o

processo de qualificação poderá ter um custo relativamente

elevado e demandar um longo tempo para a sua execução.

Assim, a utilização, quando possível, de procedimentos de

soldagem previamente qualificados, juntamente com a facilidade

de acessar estes procedimentos (em um banco de dados) e

selecioná-los de acordo com os critérios dos códigos que estão

sendo usados, é uma importante estratégia para manter a própria

competitividade da empresa. Existem disponíveis atualmente

programas de computador específicos para o armazenamento e

seleção de procedimento de soldagem.

Para diversas aplicações, o soldador (ou operador) precisa

demonstrar, antes de poder realizar um dado tipo de soldagem na

produção, que possui a habilidade necessária para executar

aquele serviço, isto é, ele precisa ser qualificado de acordo com

os requisitos de um dado código. Para isto, ele deverá soldar

corpos de prova específicos, sob condições preestabelecidas e

baseadas em uma EPS qualificada ou em dados de produção.

Estes corpos de prova serão examinados para se determinar sua

integridade e, desta forma, a habilidade de quem o soldou. Como

é impossível avaliar o soldador em todas as situações possíveis de

serem encontradas na produção, o exame de qualificação

geralmente engloba uma determinada condição de soldagem e

não uma situação específica (tal como a qualificação para a

soldagem em uma determinada posição com um dado

processo).


Segundo o código ASME, as variáveis que determinam a

qualificação de um soldador são:

Processo de soldagem;

Tipo de junta;

Posição de soldagem;

Tipo de eletrodo;

Espessura da junta;

Situação da raiz.

Ensaios comumente usados na qualificação de soldador (ou

operador) incluem, por exemplo, a inspeção visual da junta,

ensaio de dobramento, macrografia, radiografia e ensaios

práticos de fratura. Os resultados dos testes de qualificação são

colocados em um documento chamado Registro de Teste de

Qualificação de Soldador. Como no caso de procedimentos de

soldagem, a manutenção de uma equipe de soldadores

devidamente qualificada para os tipos de serviços que a empresa

realiza, é um importante fator para manter a competitividade

desta. Portanto, o desenvolvimento de programas para o

treinamento e aperfeiçoamento constante da equipe de forma a

atender as demandas dos diferentes códigos e clientes não deve

relegado a um segundo plano de prioridades.

As qualificações de procedimento de soldagem e de soldador (ou

operador) fazem parte do sistema de garantia da qualidade em

soldagem. Este controle engloba diversas outras atividades

apresentando uma maior ou menor complexidade em função de

cada empresa, seus objetivos e clientes e do serviço particular. Em

geral, três etapas podem ser consideradas:

Controle Antes da Soldagem,

Abrange, por exemplo, a análise do projeto, credenciamento de

fornecedores ou controle da recepção de material (metal de

base e consumíveis), qualificação de procedimento e de

soldadores, calibração e manutenção de equipamentos de

soldagem e auxiliares.


Controle Durante a Soldagem

Inclui o controle dos materiais usados (ex.: controle da

armazenagem e utilização de eletrodos básicos), da preparação,

montagem e ponteamento das juntas e da execução da

soldagem.

Controle Após Soldagem

Pode ser realizado através de inspeções não destrutivas e de

ensaios destrutivos de componentes selecionados por

amostragem ou de corpos de prova soldados juntamente com a

peça.

Obs: Concluímos aqui a teoria básica, nos detemos nesta segunda

parte em apenas expor os conceitos de simbologia, ensaios e

outras eventualidades do processo, o que quero dizer com isso é

que não se esgotou o assunto, principalmente em se tratando de

simbologia ensaios e qualificação de soldadores, espero que

tenha adquirido o conhecimento esperado e nos encontramos no

próximo capítulo Técnicas em Soldagem TIG.


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SEGUNDA PARTE DA TEORIA BÁSICA EM

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SOLDAGENS, MATERIAIS, SIMBOLOGIA EM

SOLDAGENS, TIPOS DE DEFEITOS E NÃO

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IREMOS VER AGORA A SOLDAGEM PELO

PROCESSO TIG.


SOLDAGEM PELO

PROCESSO TIG

Fundamentos do Processo

O processo de soldagem a arco sob proteção gasosa consiste em

um aquecimento localizado da região a se unir, até que esta

atinja o ponto de fusão, formando - se então a poça de metal

líquido, que receberá o metal de adição também na forma

fundida.

A energia necessária para fundir tanto o metal base quanto o

metal de adição, é fornecida pelo arco elétrico.

No arco elétrico temos cargas elétricas fluindo entre dois eletrodos

através de uma coluna de gás ionizado como mostra a figura

abaixo.

Para isolar a região de soldagem dos contaminantes atmosféricos

( nitrogênio, oxigênio e umidade ), que prejudicam as

propriedades mecânicas da junta, são utilizados gases de

proteção com características químico-físicas específicas que

também ajudam a formar e manter o arco elétrico estável.

A altura do arco elétrico é controlada pela diferença de potencial

(voltagem) aplicada entre os eletrodos, no caso do processo

MIG/MAG, ou pela distância eletrodo peça no caso do processo

TIG, e sua intensidade pela corrente elétrica (amperagem) que se

faz fluir através da coluna de gás ionizado (plasma).


O processo TIG na maior parte de sua aplicação, é um processo

essencialmente manual de soldagem. Aplicado principalmente na

soldagem de chapas finas ( 0,2 a 3,0 mm ) de aços ao carbono,

aços inoxidáveis, alumínio e suas ligas, cobre e suas ligas, titânio

etc..., e onde os requisitos de propriedades mecânicas ou

acabamento exigem este tipo de processo de soldagem.

O calor necessário para a realização da operação de soldagem é

fornecido pelo arco elétrico que é estabelecido a partir de um

eletrodo não consumível de tungstênio puro ou ligado. Para evitar

a oxidação deste eletrodo por gases ativos como o CO e o

oxigênio, são utilizados neste processo gases inertes puros,

combinados ou não. A escolha da proteção ideal depende da

espessura e tipo de metal base a ser soldado.

Durante a operação de soldagem manual, após a determinação

da corrente de soldagem e vazão de gás, o soldador deve

controlar a altura do arco elétrico, a velocidade de soldagem e a

alimentação do metal de adição através de varetas.

As figuras abaixo ilustra o processo e os equipamentos utilizados.


A fonte de soldagem fornece corrente (amperagem) constante

podendo ser contínua ou alternada. Com corrente contínua deve-

se utilizar a polaridade direta, isto é, o eletrodo conectado no polo

negativo e a peça no polo positivo. O valor e tipo da corrente

dependem da espessura e tipo de metal base a ser soldado.

Na fonte, além do controle do valor da corrente de soldagem,

temos o pré – fluxo de gás que determina o intervalo de tempo

entre o início da vazão e a ignição do arco elétrico ( protegendo

o eletrodo na abertura do arco elétrico ), o pós fluxo que

determina o intervalo de tempo entre a extinção do arco e o fim

da vazão de gás (protegendo a poça de fusão e o eletrodo,

ainda quentes, da oxidação no final da operação de soldagem )

e a intensidade da corrente de alta frequência ( utilizada para

ignitar o arco elétrico e estabilizar o arco com corrente alternada).

Gases de Proteção

Os gases de proteção utilizados no processo TIG tem a função de

formar e estabilizar o arco elétrico, proteger a poça de fusão dos

contaminantes atmosféricos e o eletrodo de tungstênio da

oxidação ( o eletrodo se oxidado perde a sua propriedade de

alta emissividade eletrônica desestabilizando o arco elétrico ).

Os gases utilizados neste processo devem ser inertes, daí a

denominação TIG (Tungstênio Inerte Gás). Os mais utilizados são o

argônio, hélio, misturas de argônio e hélio, e misturas de argônio e

hidrogênio.

O argônio é o gás comumente utilizado neste processo devido as

seguintes características:

- baixo custo.

- alta densidade relativa ( 1,38 ) conferindo boa proteção do

eletrodo, do arco elétrico e da poça de fusão.

- ótima estabilidade de arco.

- penetração de solda satisfatória na maior parte das aplicações.

Quando é necessário maior aporte térmico, como no caso da

soldagem do alumínio e suas ligas, cobre e suas ligas de grandes


espessuras, além do pré - aquecimento é recomendado o uso do

gás hélio ou misturas de hélio com argônio.

O gás hélio possui alta condutividade térmica, bem superior ao

argônio, fornecendo mais calor à poça de fusão proporcionando

soldas com boa penetração e molhabilidade. A figura nº 4 mostra

o perfil de penetração da solda com hélio e argônio.

utilização do hélio puro possui os seguintes pontos desfavoráveis:

- alto custo.

- baixa densidade relativa ( 0,14 ) sendo necessário altas vazões

para a mesma eficiência de proteção do argônio.

- alta tensão do arco para o mesmo nível de corrente com o

argônio.

- difícil ignição do arco.

Portanto, as misturas de argônio e hélio que apresentam

características intermediárias entre os dois gases, são muitas vezes

a melhor alternativa na escolha do gás de proteção ideal para

determinada aplicação.

O hidrogênio, apesar de ser um gás ativo, tem característica

redutora podendo ser adicionado ao argônio em pequenas

quantidades ( menor que 5% ) afim de aumentar a penetração de

solda e a velocidade na soldagem automatizada de aços

inoxidáveis.

Fontes de Soldagem no Processo TIG

As fontes para o processo TIG são do tipo corrente constante

podendo fornecer corrente contínua, alternada com onda

senoidal ou quadrada, e correntes pulsadas ( as fontes utilizadas

no processo eletrodo revestido podem ser facilmente adaptadas

ao processo TIG ).

Os valores de corrente fornecidos pelas fontes TIG geralmente

variam de 5 a 500 mperes abrangendo uma grande gama de


espessuras a partir de 0,2 mm. A tensão em circuito aberto não

ultrapassa 80 Volts para a segurança do operador.

Corrente Elétrica no Processo TIG

O tipo de corrente elétrica utilizada neste processo influencia a

penetração de solda, a limpeza superficial dos óxidos da

superfície do metal base e o desgaste do eletrodo de tungstênio.

A figura abaixo mostra o efeito do tipo de corrente na penetração

de solda e na concentração de calor no eletrodo e na peça.

Influência da do tipo de corrente elétrica na penetração e na concentração de calor.

Com corrente contínua a polaridade direta ( eletrodo negativo ) é

a recomendada apesar de não proporcionar ação de limpeza.

Com este tipo de corrente a penetração é profunda e o desgaste

do eletrodo é minimizado.

Aplica-se a soldagem da maioria dos metais, todos os tipos de

aços, cobre e suas ligas, titânio ou seja, metais onde não é

necessária a limpeza dos óxidos superficiais.

Na corrente reversa ( eletrodo positivo ) a ação de limpeza é

eficiente mas o desgaste excessivo do eletrodo inviabiliza a

aplicação deste tipo de corrente.

Na corrente alternada temos características intermediárias as

anteriores. Este tipo de corrente por promover média penetração

e ação de limpeza satisfatória é a indicada para a soldagem do

alumínio e suas ligas e o magnésio e suas ligas, metais onde a

limpeza dos óxidos superficiais é fundamental na realização da

operação de soldagem. Sempre que é utilizado este tipo de

corrente, o ignitor de alta freqüência permanece acionado

durante toda a operação de soldagem para estabilizar o arco

elétrico.


Eletrodos para o Processo TIG

Os eletrodos para o processo TIG são varetas sinterizadas de

tungstênio puro ou ligado ao tório ou zircônio, ambos na forma de

óxidos.

O tungstênio possui alto ponto de fusão ( 3,392 ºC ) e evaporação

( 5,906 ºC ) e ótimas características de emissividade eletrônica.

Estes eletrodos seguem a classificação AWS conforme tabela

abaixo:

A adição destes elementos tem a finalidade de aumentar a

emissividade eletrônica, estabilidade de arco e durabilidade do

eletrodo.

A tabela abaixo mostra os valores de corrente elétrica em função

do tipo e diâmetro do eletrodo e tipo de corrente elétrica

utilizada, onde pode - se notar o baixo nível de corrente suportado

pelo eletrodo pelo desgaste do mesmo com corrente contínua

polaridade reversa ( eletrodo positivo ).

O eletrodo de tungstênio puro é utilizado na soldagem com

corrente alternada, sendo que o ligado ao zircônio suporta maior


nível de corrente como mostrado na tabela. Com corrente

contínua é recomendado a utilização do eletrodo ligado ao tório.

Na utilização de corrente contínua a ponta do eletrodo deve ser

afiada conforme figura abaixo

É importante que a afiação seja no sentido longitudinal ao eixo do

eletrodo e bem uniforme para proporcionar um arco estável.

Alterando - se o ângulo da ponta do eletrodo obtém - se variação

no perfil da penetração. Ângulos agudos concentram mais o arco

aumentando a penetração e ângulos maiores diminuem a

penetração aumentando a largura do cordão conforme

mostrado na figura abaxo.

Na utilização de corrente alternada, a ponta do eletrodo deve

tomar a forma de uma esfera. Quando a amperagem usada é

adequada ao diâmetro do eletrodo, esta configuração é

alcançada pela fusão da ponta do eletrodo abrindo - se o arco

por alguns instantes.

Metais de Adição

Os metais de adição para o processo TIG são fornecidas, para a

soldagem manual, na forma de varetas com um metro de


comprimento e em vários diâmetros sendo os de 1,6 a 6,4 mm os

mais comumente utilizados.

Para a soldagem automatizada o metal de adição são fornecidos

em bobinas de arames que são alimentados por sistemas

semelhantes aos do processo MI G/MAG.

Existe uma grande variedade de metais de adição para o

processo TIG tornando este aplicável a soldagem de

praticamente todos os metais industrialmente utilizados ( aços ao

carbono, inoxidáveis, alumínio e suas ligas, cobre e suas ligas,

magnésio e suas ligas, níquel, titânio, ferro fundido etc...).

Estes metais seguem a classificação AWS ( Sociedade Americana

de Soldagem ) e são especificados pela composição química ou

como no exemplo abaixo, onde é mostrada a especificação de

varetas sólidas para a soldagem de aços carbono.

Exemplo: arame ER 70 S 3 , onde,

ER = indica que o arame pode ser usado como eletrodo e vareta.

70 = indica o limite de resistência a tração em 1.000 psi que neste

caso seria de 70.000 psi ou 49,2 kgf/mm.

S = indica arame sólido.

3 = digito relativo a composição química.

Variáveis do Processo e Suas Influências

Corrente Elétrica ( amperagem )

A principal influência desta variável está no controle da

penetração do cordão de solda. A figura abaixo mostra o

aumento da penetração com o aumento da corrente para uma

mesma velocidade de soldagem.

Distância do Eletrodo à Peça

Esta variável controla a altura do arco elétrico. Quanto maior a

distância do eletrodo à peça maior o altura e largura do arco


elétrico. Com isto, maior área do metal base é aquecida

resultando num cordão mais largo. A figura abaixo ilustra este fato.

Velocidade de Avanço ( Velocidade de Soldagem )

Esta variável também influencia a penetração de solda. Para uma

velocidade muito alta de soldagem, o arco não permanece

tempo suficiente na região de solda para proporcionar uma boa

fusão e penetração do cordão. Já para uma velocidade baixa, a

penetração aumenta mas, para uma velocidade excessivamente

baixa de soldagem, o próprio metal fundido na poça funciona

como isolante térmico para a transferência de calor do arco para

o metal base, prejudicando também a penetração de solda. A

figura abaixo mostra esta influência.

Inclinação na Tocha

Esta é outra variável que tem influência sobre a penetração de

solda. De acordo com a figura a seguir, soldando-se com

inclinação positiva ( puxando a solda ), o arco elétrico atua

diretamente sobre a poça de fusão, aumentando a penetração.

Já, no sentido negativo ( empurrando a solda ), o arco elétrico

permanece sobre o metal de base frio, reduzindo a penetração

da solda.

Observação: Na soldagem do alumínio e suas ligas deve-se

trabalhar com inclinação negativa (empurrando).


Vazão de Gás

A vazão do gás é responsável pela proteção adequada do

eletrodo e da poça de fusão garantindo soldas isentas de

oxidação e porosidade.

Seu valor ideal depende do tipo de metal a ser soldado,

condições de ventilação do ambiente e nível de amperagem

utilizado.

Logicamente, em função destes fatores, quanto menor o seu valor

maior a economia de gás no processo de soldagem.

Defeitos de Soldagem e Suas Possíveis Causas

Mordedura

- alta velocidade de soldagem.

- alta amperagem.

- alta distância da tocha à peça.

- manuseio inadequado da tocha.

Falta de Fusão

- baixa amperagem.

- junta inadequada.

- manuseio inadequado da tocha.

Falta de Penetração

- baixa amperagem


- alta velocidade de soldagem.

- junta inadequada.

Porosidade

- vazão inadequada ( muito alta ou baixa ).

- superfície com impurezas ( tinta, óleo, graxa, umidade, oxidação

- distância tocha - peça muito alta.

Inclusão de Tungstênio

- contato do eletrodo na poça de fusão.

Trincas de Solidificação

No centro do cordão

- alta restrição principalmente no passe de raiz em juntas de

grande espessura.

- metal de adição inadequado.

- preenchimento incompleto da cratera.

- alta amperagem.


Técnicas de Soldagem

Limpeza

A preparação de junta a ser soldada é fundamental para a

obtenção de soldas de alta qualidade. O processo TIG por não ser

eficiente na desoxidação e limpeza da poça de fusão exige

limpeza rigorosa da junta, retirando - se resíduos de óleo, graxa,

fuligem etc. As bordas devem estar ao metal brilhante e quando

necessário é feita a proteção com um gás inerte, geralmente o

próprio argônio, na contra solda em passes de raiz, como na

soldagem de tubulações de aços inoxidáveis.

Posicionamento da Tocha

As figuras a seguir mostram posições da tocha recomendadas

para a execução de soldas de boa qualidade.

- para juntas de topo.

- para juntas em ângulo

- alimentação do metal de adição.


- posição vertical.

- posição do eletrodo.

Características do Processo

Processo de baixa taxa de deposição em soldagem manual

: 1,3 kg / hora.

Solda em todas as posições.

Solda praticamente todos os metais industrialmente

utilizados.

Pouca geração de fumos.

Solda espessuras a partir de 0,2 mm.

Requer soldadores altamente qualificados.

Pode ser aplicado em juntas onde não é necessário a

utilização de metal

de adição-solda autógena.


Muito empregado em passes de raiz.

Produz soldas com ótimas propriedades mecânicas.

Ótimo acabamento.

O processo pode ser automatizado.

Segurança

Devido o soldador estar sujeito a itens agressivos como radiações

ultra violeta e infra vermelha, fumos em ambientes fechados,

queimaduras por peças quentes e choques elétricos, para sua

proteção é indispensável a utilização de EPI completo indicado

para o processo, ou seja: máscara com lente apropriada (em

função da amperagem utilizada de acordo com a tabela abaixo

), luvas, perneiras, avental, mangotes, sapato e óculos de

segurança como mostra a figura seguinte.

Chegamos ao fim desta apostila e você agora já está qualificado

para começar a longa e demorada jornada à perfeição e

aperfeiçoamento, lembrando que o curso em si, por máximo de

bom e idôneo que seja, não pode lhe fornecer todas os subsídios

necessários para você ser um excelente profissional, por este fato

nossos certificados são parametrizados em ouro, prata e bronze,

treine muito, crie intimidade com o alicate o eletrodo e os

materiais, use e abuse da observação da audição e busque o

máximo de experiência nesta área, uma área muito promissora,

mas nunca se esqueça que o mais importante é a sua família, seus

amigos, e por isso nunca deixe de usar todos os EPI’s.

Até mais.


RESERVADO PARA ANOTAÇÕES

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PROCESSO A ARCO ELÉTRICO

ELETRODO REVESTIDO (SMAW)

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