processos de soldagem - eletrodo revestido

Disciplina: Processos de SoldagemProf. Amrico ScottiCentro para Pesquisa e Desenvolvimento de Processos de Soldagem - LAPROSOLDA

Prof. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

Tpico: Soldagem por Eletrodo Revestido Processos

de soldagem a arco por Eletrodo Revestido: definio, equipamentos, fontes, consumveis (tipo, funo, classificao AWS), vantagens, limitaes.



O Eletrodo

Alma - serve para conduzir corrente e fornecer material de adio: macia (normalmente trefilada de ao efervescente, podendo ainda ser fundida) Tubular (raro) A alma pode ser ou no compatvel quimicamente com o metal de base ;


O Eletrodo Revestimento proporciona estabilidade do arco (meio ionizante) e proteo da poa contra a atmosfera (21 % oxignio, 78 % nitrognio e 1 % de outros gases) e exerce ainda as funes: metalrgicas: Controle da C.Q.; Desoxidante; Desulfurante; eltricas (isolamento): o revestimento um mau condutor de eletricidade (isola a alma do eletrodo, evitando que em um eventual contato no haja a abertura de indesejveis arcos de solda laterais)


Fabricao do Eletrodo


Fabricao do Eletrodo


Caractersticas do Processo Simples, barato e porttil; O metal de adio (alma) e a proteo so fornecidos pelo prprio eletrodo; Facilidade de ajustar a composio do depsito (versatilidade de mercado); Pouco sensvel a ventos; Ocupa pouco espao fsico (versatilidade de manuseio); Essencialmente manual e de baixa produtividade (baixa produo + baixo ciclo de trabalho).Prof. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

Alternativa automatizada do processo Soldagem por gravidade


Tipos de Eletrodos: Aos ao Carbono Aos baixa liga Aos alta liga (inoxidveis e resistentes ao calor) Ligas resistentes ao desgaste Alumnio e suas ligas Cobre e suas ligas Nquel e suas ligas Ferros fundidosProf. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

Obs: no adequado para metais de muito baixo ponto de fuso (chumbo, estanho, zinco), devido intensidade de calor (arco pouco concentrado e difcil de se obter com corrente muito baixa), ou metais muito reativos (Ti, Zr, Ta, Nb), devido inadequada proteo contra oxignio


Formas de Proteo do Arco Preferencialmente gasosa: resultante da decomposio de produtos orgnicos e alguns inorgnicos do revestimento, gerando gases (principalmente H2, CO2 e CO, H2O). Este tipo de revestimento produz pouca escria. Preferencialmente por escria: resultante da reao dos compostos do revestimento, produzindo um composto a base de xidos (escria). Esta recobre as gotas durante a transferncia e o metal fundido, ambos devido tenso superficial. Eletrodos com este tipo de proteo normalmente suportam maiores correntes, produzindo relativamente alto consumo. Tambm tm maior tolerncia a ventos.


Composio do Revestimento e suas Funes: Compostos orgnicos e/ou inorgnicos, com funes definidas

A queima do revestimento o transforma em gases e/ou produtos da reao com o meio ambiente e metal fundido (escria).


Adio de P de Ferro no Revestimento: Elevao da taxa de deposio pelo aumento da capacidade de corrente; Melhoria operacional do eletrodo (melhor estabilidade, menos respingos); Aumento do rendimento de deposio (> 100%)


Adio de outros Ps Metlicos no Revestimento: Controle da composio qumica do depsito.


Tipos de Revestimentos quanto Composio: Celulsico; Rutlico; Bsico; cido


Caractersticas das Escrias: Protege a poa de fuso e a gota em transferncia; Modela o cordo (molhabilidade); Em grande volume, dificulta a soldagem fora da posio plana; Em pouco volume (proteo gasosa), facilita soldagem vertical descendente (no se interpe a frente do arco); Com alta viscosidade, ajuda na soldagem fora da posio plana (evita a escria escorrer); O ponto de fuso menor do que o do metal de base (garantir a proteo o tempo todo); Coeficiente de dilatao deve ser o mais diferente possvel do que o do metal de base (facilitar a destacabilidade).


Efeito canho: Cratera formada pelo revestimento que se queima atrasado em relao alma; Controla o jato de plasma, direciona a transferncia e possibilita soldagem por arraste; Quanto mais p de ferro e quanto mais espesso o revestimento, maior o efeito.


Classificao de eletrodos revestidos (Sistema ABNT/AWS/ASTM): Aos Carbono e Baixa liga so classificados segundo a resistncia mecnica do depsito, tipo de revestimento, tipo de corrente e posio de soldagem, segundo a seguinte codificao


AWS Ao Carbono (SFA-5.1)

AWS E XXYZEletrodo para soldagem a arco eltrico Conjunto de 2 dgitos, que indica o limite de resistncia mnimo do metal depositado, em kpsi Dgito que indica as posies de soldagem aplicveis: 1 = todas 2 = plana e filete horizontal 4 = vertical descendente

Dgito que indica o tipo de revestimento e as caractersticas eltricas aplicveis: 0 = celulsico (sdio) CC+ (ou cido CC- e CA, se o penltimo dgito for 2) 1 = celulsico (potssio) CC+ ou CA 2 = rutlico (sdio) CC- ou CA 3 = rutlico potssico CC+, CC- e CA 4 = rutlico (p de ferro) CC+, CC- e CA 5 = bsico (sdio) CC+ 6 = bsico (potssio) CC+ e CA 7 = cido (p de ferro) CC- e CA 8 = bsico (p de ferro) CC+ e CAProf. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

Dgitos especiais

AWS E XXYZ 1 HZ RIndica que o eletrodo atende requisitos mais exigentes quanto tenacidade Indica que o eletrodo atende aos requisitos do teste de hidrognio difusvel Indica que o eletrodo atende aos requisitos de umidade absorvida


AWS Ao Carbono Baixa liga (SFA5.5)

AWS E (X)XXYZ-CQ

CQ grupo de composio qumica do depsito de baixa liga: A = ligado ao Mo;

B = ligado ao Cr-MoC = ligado ao Ni; D = Ligado ao Mn-Mo;

G = especialM = especificao militar


Exemplos:


E-6010; E-6011 Grande penetrao; Solda em todas as posies; Boas propriedades mecnicas.


ABS = American Bureau of Shipping BV = Bureau Veritas DNV = Det Norske Veritas

LRS = Lloyds Register of ShippingFBTS = Fundao Brasileira de Tecnologia da Soldagem


E-6013 timo acabamento; tima estabilidade; Mdia penetrao;


E-7018 Baixa taxa Hidrognio; Boas propriedades; Ideal para soldagem em Aos suscetveis a trinca a frio;


E-7014; E-7024; E-7027; E7028 Elevadas taxas de deposio; Elevados valores de corrente; Soldagem por arraste (gravidade); Acima de 40% de Ferro no revestimento, no recomendado a soldagem destes fora da posio plana.



Caractersticas dos principais eletrodos de Ao.Aplicaes 6010 6011 6013 7016 7018 7024

Ao com Enxofre alto ou sem analise qumicaAlta ductilidade

na6

na7

35

1010

910

55

Alta penetraoAlta resistncia ao impacto Alta taxa deposio Espessura fina, probabilidade de distoro Espessura grossa, alta restrio

108 4

98 4

55 5

710 4

710 6

49 10

58

78

98

210

29

77


Caractersticas dos principais eletrodos de Ao.AplicaesFacilidade remoo de escria Filete 1G/2G alta produtividade

60109 2

60118 3

60138 7

70164 5

7018 70247 9 9 10

Filete todas posiesPouca perda por respingos

101

92

77

86

68

na9

Topo posio plana e < 6.0 mmTopo todas pos. e < 6.0 mm

410

59

88

77

96

9na


Para outras classes, a codificao em geral a do material de composio similar ao da solda, precedido do prefixo E (mas sempre amarrado faixas de propriedades mecnicas e composio qumica)


AWS Ao Inoxidvel (SFA-5.4)

AWS E XXXYZEletrodo para soldagem a arco eltrico Conjunto de 3 ou mais dgitos, que indica a composio do metal depositado, segundo a AISI Dgito que indica o tipo de revestimento e as caractersticas eltricas aplicveis: 5 = bsico CC+ 6 = rutlico CC+, CC- e CA 7 = rutlico CC+ Dgito que indica as posies de soldagem aplicveis: 1 = todas 2 = plana e filete horizontal


Especificaes (normas) AWS para Eletrodo RevestidoREF. AWSSFA 5.1 Aos ao Carbono

Eletrodos para:

SFA 5.3 SFA 5.4SFA 5.5

Alumnio e suas ligas Aos inoxidveisAos baixa liga

SFA 5.6SFA 5.11

Cobre e suas ligasNquel e suas ligas

SFA 5.13 SFA 5.15SFA 5.21

Revestimento (alma slida) Ferros fundidos revestimento (alma tubular com carbonetos de Tungstnio)Prof. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

Equipamentos


FonteCuriosidade uma das primeiras fontes (museu da ESAB)


Fonte Tipo Corrente Constante; Trabalha com todos os tipos de corrente, CC+, CC-, CA, dependendo do tipo de cada eletrodo; Tenso em vazio de 90 a 70 V


Fontes:TransformadoresModernos E super modernos


Retificadores

Caractersticas Estticas tpicas de retificadores (comando eletromagntico)

Mas ao se usar um eletrodo que demanda maior para este ajuste de Por exemplo, tenso, a corrente seria de 140 se e a tenso de 25 V, 160 A, ao A soldar com um arco para o mesmo juste. curto, a corrente seria de 150 A e a tenso de 20 V.


Geradores Fontes EletrnicasCaractersticas Estticas tpicas de fontes eletrnicas

Por exemplo, para um dado ajuste, a corrente independe do tipo do eletrodo ou comprimento do arco.


Acessrios:


Porta Eletrodos


Porta Eletrodos Fixar, energizar eletrodo; Tamanho correto; Deve ser leve, fcil de fixar o eletrodo, mantendo-o firme Obs: Um porta-eletrodo dimensionado para trabalhar em uma determinada faixa de dimetros. Esta limitao vem no s da abertura mxima nas garras para encaixar o eletrodo, como tambm, e principalmente, pela corrente mxima que pode conduzir. Um porta-eletrodo para ser utilizado em valores de corrente mais elevados, necessita ser mais robusto, o que far com que seu peso aumente. Como o peso um fator determinante na fadiga do soldador, deve-se sempre procurar especificar o menor portaeletrodo possvel, para a faixa de corrente que se pretende trabalhar. Bom estado de conservao; Isolante eltrico e trmico Prof. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

Conexo do Cabo Terra Grampos:


Conexo do Cabo Terra Terminais;


Conexo do Cabo Terra Cuidados: Dimensionamento (sobre-aquecimento e queda de tenso) conservao


Cabos

Cobre, ou Alumnio; Flexveis; Boa isolao (borracha sinttica): Flexibilidade Resistncia ao calor, ambiente e respingos.Prof. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

Dimetros dos Cabos Funo: Corrente de soldagem; Ciclo de trabalho; Comprimento total dos cabos do circuito.


Corrente de soldagem (A) 100 180

Ciclo de trabalho (%) 20 20-30

Dimetro do cabo (mm) em funo de seu comprimento (m) 0-15 4 5 15-30 5 5 30-46 6 6 46-61 6.5 6.5 61-76 7.5 7.5

200 200250 300 400 500 600

60 5030 60 60 60 60

6.5 66 8 9 9 9

6.5 66 8 9 9 9

6.5 6.56.5 8 9 9 9

7.5 7.57.5 9 10 10 12

8 88 10 12 12 2 X 10


Conectores de Cabos : Bom contato e isolado; Engate rpido.


Mscaras: Protege dos raios (ultravioletas e infravermelhos: Olhos; Rosto; Pescoo; Cabea.


Formatos de Mscaras: Tipo Escudo;

Tipo capacete.


FILTROS As lentes (filtros) so montadas nos protetores faciais (capacetes ou escudos); As lentes que no permitissem a passagem das radiaes infravermelho e ultravioletas seriam as ideais, mas difcil de se obter; O grau de proteo da lente funo da intensidade do arco.


Tabela de Filtros para Radiao Luminosa (arco)


Mscaras Especiais: Escurecimento automtico; Ergonmicas.


Proteo do corpo:


Limpeza da Solda: Escovas de ao (ao carbono e inoxidvel);

Picadeiras.


Dimenses dos Eletrodos: Dimetro (1,5 a 6 mm, mas os mais comuns so 2,5, 3,25 e 4 mm): Em funo da posio de soldagem e do formato do chanfro. O dimetro determina a corrente e, consequentemente, a espessura a soldar; Comprimentos (300 a 700 mm, em funo do dimetro do eletrodo, mas os mais comuns so 350 e 400 mm); A dimenso descascada do eletrodo 25 mm.


Capacidade de Corrente: Varia de 20 a 500 A, em funo do dimetro e tipo de revestimento (regra prtica: I = 40 a 60 ( - 1) + 20% se tiver p de ferro); Afeta a penetrao e a taxa de fuso (consumo), conseqentemente a largura e reforo do cordo.


Efeito da corrente sobre a geometria do cordo (esquemtico):14 12

Dimenses (mm)

10 8 6 4 2 0 0 50 100 150 200 250

Largura Penetrao Reforo

300

350

Corrente (A)


Taxa de Deposio (consumo x rendimento de deposio): Taxa de fuso (consumo): Funo da corrente, tipo de fonte, dimetro e tipo de revestimento; Menor do que em outros processos (baixa densidade de corrente);


Taxa de Deposio (consumo x rendimento de deposio): Rendimento de deposio: Vinculado a respingos (tipo de transferncia, comprimento de arco e tipo de revestimento) e perdas do revestimento (gases, fumos e escria) Rendimento convencional x rendimento real

funo da corrente, tipo de fonte, dimetro e tipo de revestimento (proteo pela ponta do revestimento e pela escria lquida); Aumenta com adio de p de ferro.


Polaridade: Inversa (CC+) produz arcos mais estveis e cordes mais regulares; Alguns eletrodos s podem ser usados em CC+. Outros CC+ e CA. Outros CC+, CA e CC-; A relao entre taxa de deposio e penetrao para a polaridade funo do tipo de revestimento; Alguns eletrodos (ferro fundido, etc) so recomendados para CC- (menos penetrao) CA vantajoso apenas pelo menor custo da fonte (transformador) e por minimizar sopro magntico (soldagem por gravidade);Prof. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

Comprimento de arco: O comprimento correto funo do dimetro (conseqentemente corrente) e composio do revestimento; Sempre bem curto (quase enconstando o revestimento na poa) e constante: Curto em demasia: cordo irregular e revestimento sem fundir no cordo Muito longo: porosidade e respingo


Tenso de Soldagem:

Varivel dependente Funo do comprimento do arco, do dimetro (conseqentemente da corrente) e composio do revestimento (16 a 40 V);


ngulos do Eletrodo: ngulo de avano Puxando


ngulos do Eletrodo: Empurrando (vertical ascendente);


Oscilao (tecimento) do eletrodo: Favorece um formato do cordo por facilitar a molhabilidade nas laterais do chanfro.



Armazenamento e manuseio O manuseio deve ser com mos (luvas) limpas, isentas de graxa; O revestimento dos eletrodos, principalmente o bsico, higroscpico, isto , absorve umidade da atmosfera, o que afeta a soldabilidade, alm de comprometer a qualidade do metal depositado, causando poros e trincas; A absoro de umidade e sua influncia negativa na caracterstica da solda variam segundo o tipo de eletrodo e, por isso, as condies de armazenamento e ressecagem podem ser diferentes. Os eletrodos devem ser armazenados em suas embalagens originais, fechadas, em ambiente adequado, a uma temperatura entre 20 e 40C, com uma umidade relativa do ar inferior a 50%.


Armazenamento e manuseio Depois de abertas as embalagens originais, os eletrodos celulsicos e rutlicos podem ser usados dentro de um perodo de 8 horas, sem necessidade de ressecagem, mas os bsicos devem ser mantidos em estufa; Os eletrodos que no forem utilizados nesse perodo de tempo, devero ser mantidos em estufa aquecida; Os eletrodos que apresentarem umidade excessiva, o que geralmente indicado por manchas no revestimento (bsico) e pela ocorrncia de porosidade no incio do cordo e/ou por apresentarem um som grave ou abafado, devero ser ressecados; De um modo geral, os eletrodos revestidos podem ser ressecados em diversos ciclos, desde que o nmero total de horas no ultrapasse 10 horas, o que pode comprometer a integridade do revestimento.Prof. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

Tabela de Armazenagem


Estufas de Armazenamento:


Portteis (cochicho):


Tabela de Ressecagem


Forno de Ressecagem:


Tcnicas de soldagens Acendimento; Formao de Cratera; ngulos do eletrodo;


Acendimento Riscamento; Marcas de acendimento de arco


Evitar Cratera de fim de Passe: Apagamento do arco; Reacendimento: Limpeza com picadeira e escova; Movimento de retorno.


Defeitos


FIM


Alma dos Consumveis:MATERIAL A SOLDAR

MATERIAL DA ALMA

Ao ao carbono e baixa liga

Ao efervescente (C < 0,10 %)

Aos inoxidveis

Ao efervescente ou ao inoxidvel

Ferros fundidos

Nquel puro, liga Fe-Ni, Ferro fundido, ao, bronze, etc.


Contituintes do RevestimentoFUNES BUSCADAS ELEMENTOS ADICIONADOS

Formadores de gs Formadores de escria e materiais fundentes

Celulose, dolomita, CaCo3, etc. Al2O3, Argila, TiO2, CaCO3, SiO2, MnO2, xidos de ferro, feldspato, asbestos, fluorita, ilmenita, wolastonita, etc. Aucar, carboxi-metil-celulose, dextrina, goma arbica, SiO2, silicatos de Na e K etc. TiO2, silicatos de Na e K, oxilato de K, ilmenita, zirconita, etc. Argila (caolim, bentonita, etc.), glicerina, mica, talco, etc.

Aglomerantes Estabilizadores de arco Conformabilidade (extruso) Desoxidantes Elementos de liga

Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Cr, fluorita, etc. Fe-Ni, Fe-Mn, Fe-Cr, elementos puros, etc.


Caractersiticas dos Eletrodos Celulsicos

Revestimento orgnico (proteo gasosa H2, CO2 e CO); Alta tenso de arco; Alta penetrao; Baixo volume de escria; Alto volume de respingos e acabamento ruim; Suscetvel a trinca por Hidrognio; Ideal para soldar fora da posio plana.Prof. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

Caractersiticas dos Eletrodos Rutlicos

Revestimento a base de TiO2 (proteo por escria); Alta estabilidade de arco (fcil acendimento e manuteno de arco); Excelente acabamento, cordo pouco convexo (alta molhablidade) e pouco respingos; Menos suscetvel chapas sujas; Baixa penetrao; Relativamente alto teor de H2 (agua combinada); Escria abundante e de fcil destacabilidade Escria cida (alto teor de xidos na solda), baixa resistncia dinmica;Prof. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

Caractersiticas dos Eletrodos Bsicos

A base de Carbonato de clcio e Fluorita (proteo mista); Forte ao fluxante (escorificante escria bsicxa): Depsitos de alta qualidade mecnica, devido aos microsconstituintes que um baixo nvel de oxignio na solda proporciona) Higroscpico (eletrodos especiais so feitos de forma a no absorver gua); Consegue-se baixo hidrognio, com secagem e armazenamento apropriado; Escria abundante, mas no necessariamente de fcil destacabilidade;Prof. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

-O termo Eletrodo de baixo Hidrognio" deve se referir a apenas eletrodo revestidos com umidade no revestimento de menos que 0,6%. - Mas a medida de hidrognio pelo Hidrognio Difusvel na solda, expresso em ml/100g


Consumveis - cido xido de Ferro, Mangans e Slica; Mdia penetrao e alta taxa de fuso; Escria abundante e excelente acabamento; Limitaes de posies de soldagem (plana e filete horizontal); Baixa resistncia a trinca de solidificao; CC-, CC+ e CA (na posio plana); CC- e CA (na posio horizontal).Prof. Amrico Scotti - LAPROSOLDA/UFU

Ponto de trabalho com conectores danificados

Ponto de trabalho com conectores conservados


processos de soldagem - eletrodo revestido

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