PROCESSOS DE SOLDAGEM

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1 79 PROCESSOS DE SOLDAGEM 1.Introdução Soldagem é um processo de união rígida de duas ou mais partes metálicas, com ou sem a adição de material de enchimento, através do fornecimento de energia a região adjacente à zona que está sendo unida, de modo a provocar uma interfusão entre as partes. Embora conhecida há muito tempo, a soldagem era considerada como um processo de fabricação de segunda categoria. Isto se devia ao fato da baixa qualidade dos eletrodos usados, do uso inadequado, ao desconhecimento da metalurgia da solda e a falta de ensaios não destrutivos eficientes. Assim foi até a década de 20 quando, devido à fabricação em série em alta escala, a mesma começou a despontar como um processo mais rápido e econômico. Antes disso, ao invés da soldagem era usada em larga escala na fabricação de navios, automóveis, caminhões, estruturas metálicas e caldeiraria em geral a rebitagem que, em relação à soldagem, apresenta as seguintes desvantagens: Aumenta o peso das estruturas: devido ao enfraquecimento das chapas que, por serem furadas, devem ser engrossadas, além de exigir a sobreposição das chapas.. É um processo mais lento. Não é perfeitamente impermeável. Hoje em dia, a soldagem é usada em todos os campos industriais, sendo um processo perfeitamente confiável e, na maioria dos casos, quando bem executada, oferece uma resistência mecânica igual ao material que esta sendo unido. Podemos citar como principais campos de aplicação da solda: a indústria naval, as indústrias de caldeiraria e a indústria automobilística, onde já se usam robôs de solda que executam um trabalho rápido e perfeito. Além disso, não devemos esquecer que a soldagem pode ser usada para substituir outros processos de fabricação de peças, através da união de elementos simples (tubos, barras, chapas, vigas, etc), sempre que a quantidade a ser produzida não compensar o investimento em ferramental e equipamentos viáveis apenas para grandes produções. A manutenção de peças, através de enchimentos e emendas, também está entre as principais aplicações da soldagem. 2.Classificação dos principais processos de soldagem Com fusão de material No estado sólido Por arco elétrico Por resistência elétrica Por indução elétrica Por chama Por radiação luminosa Manual c/ eletrodo revestido MIG/MAG Arame Tubular TIG Plasma Arco Submerso A ponto Por Costura Topo a topo Oxiacetilênica Raios LASER Por atrito Por ultra - som Por explosão

2 80 3.Soldagem manual ao arco elétrico com eletrodo revestido Introdução A soldagem ao arco elétrico é o processo no qual a fonte calorífica necessária à soldagem é obtida por um arco estabelecido entre o eletrodo e a peça a ser soldada. O arco elétrico é definido como sendo uma descarga elétrica num meio gasoso, acompanhado por um intenso desprendimento de calor e de brilho incandescente. O arco elétrico é gerado quando dois condutores de corrente (eletrodos) são unidos, efetuando o contato elétrico, e depois separados. O calor gerado devido ao curto circuito, provocará grande movimentação eletrônica, fazendo com que o espaço de ar entre os eletrodos deixe passar corrente (ionização), mantendo assim o arco. Na abertura do arco, é necessária uma tensão maior do que para mantê-lo, devido à necessidade do ar ser inicialmente ionizado. Para manter o arco, o eletrodo e a peça devem ter uma diferença de potencial que depende do material, da corrente, do arco e de seu comprimento. O comportamento da corrente e da tensão do circuito, em cada uma dessa fases, pode ser observado nas figuras seguintes. No gráfico que se segue pode-se ver, que a corrente tende para Icc e a tensão para zero, quando há transferência de metal do eletrodo para a peça, pois o comprimento do arco é alterado nesse momento.

3 81 manutenção do arco Variação da corrente e da tensão em função do tempo. 3.2 Propriedades da soldagem ao arco Na soldagem ao arco, este é mantido num campo gasoso, cheio de vapores do metal do eletrodo e de seu revestimento. O metal da peça é fundido e forma uma poça de metal. Por sua vez, o metal de adição também é fundido e transferido à poça na forma de glóbulos. Esta transferência ocorre devido à força da gravidade, a expansão dos gases inclusos no revestimento do eletrodo e a forças criadas por indução eletromagnética. A distância medida da extremidade do eletrodo até o fundo da poça, denomina-se comprimento do arco. O controle deste comprimento é de vital importância no processo de soldagem, para minimizar a possibilidade dos glóbulos de metal fundido entrarem em contato com a atmosfera e absorverem oxigênio, e para manter constante os demais parâmetros de soldagem. O comprimento ideal do arco é aproximadamente igual ao diâmetro do eletrodo. 3.3 Características do Processo O processo de soldagem manual ao arco elétrico com eletrodos revestidos é uma ferramenta de apoio universal, efetiva tanto em flexibilidade quanto em custo. A maioria dos metais pode ser unida ou revestida por esse processo simples, em ampla gama de aplicações. Existe uma grande variedade de eletrodos revestidos, cujo revestimento tem a capacidade de produzir os próprios gases de proteção, dispensando o suprimento adicional de gases. Em adição a característica de união de materiais, o processo é também usado para revestimentos duros, corte e goivagem. As características do processo podem ser resumidas conforme se segue: Processo de custo competitivo Não necessita suprimento externo de gases Flexibilidade de aplicação Grande variedade de eletrodos consumíveis O equipamento (gama de alta intensidade de corrente) pode ser usado também para outros processos (ex.: corte, revestimento duro e goivagem). 3.4.O Eletrodo Revestido O eletrodo revestido é constituído de duas partes: a alma e o revestimento. A alma é constituída pelo arame metálico e, a princípio, sua composição química deve ser similar ao do metal que está sendo soldado.

4 82 Por exemplo, se o metal base contém cromo e molibdênio, o eletrodo deverá, preferencialmente, depositar os mesmos teores destes elementos que, não necessariamente estão na alma, podendo estar também na composição do revestimento. Entretanto, o Carbono geralmente não atinge 0,15% no metal depositado por eletrodos comuns e de baixa liga. Se a porcentagem de Carbono fosse maior os ciclos térmicos de soldagem conduziriam à formação de estruturas de têmpera no cordão. Valores elevados de C (até 1%) só são admitidos em revestimentos duros. O revestimento do eletrodo é composto por uma massa dura e quebradiça extrudada em volta da alma, de forma a manter uma concentricidade com a mesma. Sua composição é variável e cada mistura procura atender determinada aplicação do eletrodo. As funções básicas do revestimento do eletrodo são: Facilitar a estabilização e manutenção do arco. Proteger o metal fundido contra a ação do oxigênio e nitrogênio do ar, pela produção de um campo gasoso, envolvendo o arco e a poça da solda. Criar a escória de proteção, evitando porosidades e reduzindo a velocidade de solidificação, de maneira a permitir um resfriamento lento da solda. Diminuir as perdas de metal por respingos fora da poça de fusão. Introduzir elementos de liga não existentes na alma do eletrodo. Facilitar a soldagem nas várias posições de trabalho. Introduzir elementos desoxidantes, tais como o manganês e o alumínio, quando necessário. As principais composições de revestimento são padronizadas e designam o tipo de eletrodo, classificando-o em: rutílico, ácido, básico (baixo hidrogênio), celulósico, e oxidante Os tipos de eletrodos revestidos em função de seu revestimento. Analisaremos a seguir a influência dos diferentes tipos de revestimentos sobre as características e velocidade de soldagem, bem como sobre a qualidade do metal depositado. a) Os eletrodos rutílicos com aproximadamente 100% de rendimento teórico apresentam facilidade na abertura de arco e manejo excelente em todas as posições, sendo próprios para execução de cordões curtos em aços de baixo teor de carbono, em soldagens de ângulo, em chapas finas e também para frestas muito grandes. A quantidade de respingos é pequena e o cordão é liso com escamas finas e regulares apresentando belo acabamento. A velocidade de soldagem é razoável; permitindo a soldagem em corrente alternada, mesmo quando a máquina de solda apresentar baixa tensão em vazio, próximo aos 50V. A penetração é de média a pequena, adequada para a maioria das aplicações usuais. Os eletrodos rutílicos sem liga são recomendados normalmente para aços com resistência à tração inferior a 440 N/mm2. São bastante sensíveis às impurezas e a um teor de carbono mais elevado, dando origem a trincas com certa facilidade. Também não se aconselha o emprego de eletrodos rutílicos quando o metal de base será submetido a tensões elevadas,quando em serviço. Os eletrodos rutílicos são muito pouco sensíveis à umidade. São classificados pelas normas internacionais pelas seguintes designações: Internacional ISO: letra R Americana AWS: E XX12 ou E XX13 b) Os eletrodos rutílicos de alto rendimento apresentam, como regra geral, tanto maior velocidade de soldagem quanto maior for seu rendimento. Os eletrodos desta família são de fácil aplicação, principalmente em corrente alternada, proporcionando um cordão liso com escória de fácil remoção, quase sempre auto destacável. São especialmente indicados para a soldagem de ângulo, horizontal e plano, adequando-se perfeitamente à soldagem por gravidade devido a serem eletrodos "de contato". São classificados pelas normas internacionais pelas seguintes designações: Norma Internacional ISO: letra RR Americana AWS: E 7024

5 83 c) Os eletrodos ácidos sem pó de ferro no revestimento possuem uma abertura e reacendimento de arco mais difícil do que os eletrodos rutílicos, porém mais fácil do que os básicos. São de fácil manejo em qualquer posição, especialmente na plana e ângulo horizontal, seja em corrente contínua ou alternada. A velocidade de soldagem é razoável; os cordões são lisos e brilhantes, sendo a escória abundante, porosa e de fácil remoção. Os limites de escoamento e resistência à tração são mais baixos do que os dos eletrodos rutílicos, porém o alongamento e a resistência ao impacto são superiores. Os eletrodos ácidos sem liga são apropriados para aços com resistência à tração de até 440 N/mm2, com teores de carbono e impurezas bastante baixos. Este tipo de eletrodo dominava o mercado há algumas décadas atrás, tendo sido paulatinamente substituído pelos eletrodos rutílicos nas soldagens em plano, e pelos básicos nas soldagens fora da posição plana. São designadas por: Internacional - ISO: letra A Americana AWS: E XX20 d) O eletrodo básico comum tem velocidade de soldagem razoável na posição plana, porém são mais rápidos do que os outros tipos em soldagens na vertical ascendente. Isto se explica pela maior amperagem aceita pelos eletrodos básicos na soldagem vertical. Além disso, a quantidade de metal depositado por eletrodo é maior do que em outros tipos de revestimento, diminuindo assim o número de trocas de eletrodos. A escória não se elimina com a mesma facilidade do que a dos tipos anteriormente apresentados, porém não é de difícil remoção. O arco deve ser mantido sempre curto e o eletrodo movimentado lentamente, a fim de se evitarem porosidades. Permitem soldagem em qualquer posição, preferivelmente em corrente contínua pólo positivo. A penetração é moderada, produzindo poucos respingos e escória friável. O metal depositado pelos básicos tem um baixo teor de hidrogênio, caracterizando-se pela elevadas propriedades mecânicas mesmo em baixas temperaturas. Este tipo de eletrodo apresenta maiores garantias tanto contra o fissuramento a quente como a frio. Quanto maior for a temperabilidade de um aço a ser soldado, tanto mais necessário é o uso de eletrodos básicos e maiores são as exigências relativas a um baixo teor de umidade no revestimento. Devido à ação depurante de sua escória básica, este tipo é o mais indicado para a soldagem de aços impuros. Quando for recomendado o preaquecimento do metal de base, a indicação natural será o eletrodo básico, pois o conseqüente aumento de diluição do metal aumenta a probabilidade de impurezas na poça de fusão. O eletrodo básico sem liga é apropriado para os aços com resistência à tração de até 530 N/mm2. O principal campo de aplicação dos eletrodos básicos é na soldagem de alta responsabilidade, tais como: cascos de navios, caldeiras, vasos de pressão, etc. São recomendados ainda para a execução de juntas muito rígidas, formadas por elementos altamente vinculados ou de grande espessura, para a soldagem a frio de aços com teor de carbono mais elevado, para aços fundidos e para os aços cuja soldabilidade seja duvidosa. Os eletrodos básicos são muito higroscópicos, razão pela qual sua embalagem deve ser hermeticamente fechada. Para conservar os eletrodos secos, recomenda-se a utilização de estufas apropriadas para sua armazenagem, onde os eletrodos serão colocados logo após a abertura de sua embalagem original. São classificados pelas normas internacionais pelas seguintes designações: Internacional - ISO: letra A Americana - AWSE: XX15 / E XX16 / E XX18 e) Os eletrodos básicos ao zircônio de alto rendimento são os mais rápidos de todos os tipos de eletrodos, sendo usados na posição plana. Sua aplicação é similar ao do eletrodo básico comum, utilizando-se corrente alternada ou contínua no pólo positivo. f) Os eletrodos básicos ao rutilo de alto rendimento possuem as excelentes propriedades de aplicação dos eletrodos rutílicos e a elevada qualidade de metal depositado dos eletrodos básicos. São os melhores eletrodos para soldagem de ângulo horizontal em aços de alta resistência, onde não é aconselhável o emprego de eletrodos rutílicos de alto rendimento. Podem ser igualmente utilizados

6 84 em soldagens sobre os mesmos metais que os eletrodos básicos comuns e básicos ao zircônio de alto rendimento. São classificados pelas normas internacionais pelas seguintes designações: Internacional - ISO: letra B Americana - AWS: E XX28 g) O eletrodo celulósico tem como característica principal uma grande penetração, sendo o tipo mais aconselhável para a soldagem dos passes de raiz onde se necessitar penetração completa, contínua e uniforme, principalmente se a junta for acessível de um só lado. Propiciam soldagens em todas as posições, sendo particularmente indicados para posição vertical descendente. Produzem grande quantidade de fumos e uma escória fina e pouco abundante, de fácil remoção. O eletrodo celulósico é o tipo mais adequado para soldagem de tubulações em geral. São utilizados normalmente em corrente contínua, pólo positivo, produzindo um cordão de acabamento regular e ligeiramente convexo, com escamas espaçadas, grosseiras e não eqüidistantes. Devido à presença da celulose, a quantidade de hidrogênio liberada pelo revestimento é muito grande, o que limita o campo de emprego dos eletrodos celulósicos somente aos aços doces. São classificados pelas normas internacionais pelas seguintes designações: Internacional - ISO: letra C Americana - AWS: E XX10 / E XX11 h) Os eletrodos oxidantes foram os primeiros a surgir, no início do século, quase não encontrando mais aplicação no estágio atual da soldagem. São de fácil emprego na posição plana, permitindo a obtenção de cordões de excelente estética, tanto em corrente alternada como contínua. O metal depositado por este tipo é rico em óxidos, apresentando propriedades mecânica bastante escassas. Suas principais aplicações são: A soldagem de revestimento em chapas/partes de ferro puro, sujeitas ao desgaste corrosivo devido à eletrólise (exemplo: tanques de galvanização); A soldagem estética na indústria de móveis e afins, onde o acabamento é mais importante que a resistência mecânica obtida. São classificados pelas normas internacionais pelas seguintes designações: Internacional - ISO: letra O Classificação dos eletrodos Existem eletrodos de diferentes tipos, de acordo com o material a ser soldado e sua aplicação. A classificação de eletrodos revestidos mais utilizada é a da Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME - American Society of Mechanical Engineers), baseada na feita pela Sociedade Americana de Soldagem (AWS - American Welding Society). A classificação varia de acordo com o tipo de revestimento e o desempenho do eletrodo,conforme apresentado a seguir: CLASSIFICAÇÃO ASME (idêntica a AWS) SFA : Eletrodos revestidos de aço-carbono para soldagem ao arco elétrico. O método de classificação de eletrodos revestidos é baseado no uso de quatro dígitos numéricos, precedidos pela letra "E" de eletrodo. Os dois primeiros algarismos designam a resistência à tração mínima em 1000 psi (libra por polegada quadrada) na condição de como soldado. O terceiro algarismo indica a posição na qual o eletrodo é capaz de produzir soldas satisfatórias. Os dois últimos algarismos indicam a corrente de soldagem o tipo de revestimento e outras características, quando pertinente. Como exemplo, apresentamos a classificação do eletrodo E 6013: E = Significa Eletrodo revestido para soldagem manual ao arco elétrico. 60 = Designa a resistência mínima à tração do metal depositado em psi x No caso desse eletrodo, portanto, o valor é de psi (420 MPa) 1 = O penúltimo algarismo indica a posição indicada para a soldagem. Assim temos: 1. Aplicável em todas as posições de soldagem. (É o caso do exemplo) 2. Posições plana e horizontal. 3. Posição plana. 4. Posição vertical descendente

7 85 13 = Os dois últimos algarismos indicam o tipo de corrente de soldagem e o tipo de revestimento. No caso do exemplo temos: Revestimento do tipo rutílico e corrente CA/CC - ou + Os detalhes sobre a classificação são dados a seguir: Primeiro e segundo dígitos E 60XX = Resistência mínima à tração de psi (420 MPa) do metal depositado, como soldado, para E 6010, E 6011, E 6012, E 6013, E 6020, E 6022, E E 70XX =Resistência mínima à tração de psi (500 MPa) do metal depositado, como soldado, para E 7014, E 7015, E 7016, E 7018, E 7024, E 7027, E 7028, E Terceiro e quarto dígitos O terceiro dígito indica as posições de utilização do eletrodo e o quarto a corrente e revestimento. E XX10 = Revestimento do tipo celulósico ligado com silicato de sódio. Grande penetração, arco intenso tipo spray. Escória fina e friável pouco abundante. Soldagem em todas as posições, em corrente contínua pólo positivo. É o tipo mais adequado para soldagem de tubulações em geral. E XX11 = Muito similar ao E XX10, porém ligado com silicato de potássio para permitir seu uso em CA ou CC+. E XX12 = Revestimento tipo rutílico ligado com silicato de sódio. Arco calmo, de fácil abertura e manejo, excelente em todas as posições. A penetração é de média a pequena. Aplicável em CA ou CC-. E XX13 = Revestimento similar ao E XX12, mas com adição de material facilmente ionizável e ligado com silicato de potássio, para proporcionar um arco estável em máquinas de solda de baixa tensão em vazio. A escória é fluida e facilmente removível, a quantidade de respingos é pequena e o cordão liso com escamas finas e regulares, apresentando belo acabamento. Soldagem em todas as posições, em CA ou CC - ou +. E XX14 = Revestimento similar aos tipos E XX12 e E XX13, porém com adição de média quantidade de pó de ferro. Soldagem em todas as posições, em CA ou CC - ou +. E XX15 = Revestimento tipo "básico-baixo hidrogênio", ligado com silicato de sódio. Soldagem em todas as posições, de aços de alta resistência. Aplicável somente em CC+. E XX16 = Revestimento similar ao E XX15, porém ligado com silicato de potássio. Aplicável em CA ou CC+. E XX18 = Revestimento similar ao E XX15 e E XX16, mas com adição de pó de ferro. Soldagem em todas as posições, em CA ou CC+. Este tipo de eletrodo apresenta maiores garantias tanto contra o fissuramento a quente quanto a frio. Próprio para as soldagens de alta responsabilidade, juntas muito rígidas, soldagem a frio de aços com teor de carbono mais elevado, aços fundidos, aços de alta temperabilidade e aços de soldabilidade duvidosa. E XX20 = Revestimento com alto teor de óxido de ferro, ligado com silicato de sódio. Soldagem nas posições plana e ângulo horizontal. Boa qualidade ao Raio-X aplicável em CA ou CC. E XX22 = Revestimento com alto teor de óxido de ferro; recomendado para soldas em um único passe com alta velocidade e elevada intensidade de corrente. Soldagem na posição plana em juntas de topo ou sobrepostas, e ângulo em chapas finas; aplicável em CA ou CC - ou +. E XX24 = Revestimento grosso, tipo rutílico, contendo elementos similares aos dos eletrodos E XX12 e E XX13, porém com adição de alta porcentagem de pó de ferro para proporcionar altíssimo rendimento. Soldagem somente nas posições plana e ângulo- horizontal, em CA ou CC - ou +. E XX27 = Revestimento muito grosso, tipo ácido, contendo elementos similares ao E XX20, porém com adição de alta porcentagem de pó de ferro. Soldagem nas posições plana e ângulo-horizontal. Boa qualidade ao Raio-X; aplicável em CA ou CC - ou +. E XX28 = Similar ao E XX18, porém com revestimento mais grosso adequado para uso nas posições planas e ângulo-horizontal em CA ou CC+. E XX48 = Revestimento similar ao E XX18; eletrodo especialmente desenvolvido para soldagem na posição vertical descendente, em CA ou CC Seleção do eletrodo A seleção do eletrodo a ser utilizado em determinado serviço depende de uma série de fatores. Como mais importantes podemos destacar os seguintes:

8 86 Características do metal base (peça) É necessário, conhecer-se de forma a mais completa possível suas propriedades. A princípio podemos classificar os aços em três tipos fundamentais: I - Aços comuns, com resistência à tração de até 510 N/mm², não contendo geralmente nenhum elemento de liga. II - Aços de elevada resistência à tração, com valores mínimos superiores a 510 N/mm², na maioria das vezes possuindo elementos de liga em pequeno teor. III - Aços inoxidáveis, resistentes aos ácidos e ao calor, altamente ligados ao cromo, cromo níquel ou ainda cromo níquel molibdênio. O Grupo I é normalmente soldado com eletrodos comuns dos tipos: rutílicos ou ácidos. O Grupo II exige eletrodos de qualidade superior, do tipo básico, enquadrados nas seguintes normas: AWS A5.1-69: tipo E 70XX AWS A5.5-69: dos tipos E 70XX-Y / E 80XX-Y / E 90XX-Y / E 100XX-Y / E 110XX-Y / E 120XX-Y Lembramos aqui que os eletrodos enquadrados na Norma AWS A possuem uma letra na segunda parte de sua classificação(y) a qual deverá sempre ser considerada na realização de equivalências. Y poderá ser: A - eletrodos ligados ao molibdênio B - elementos de liga cromo-molibdênio C - elemento de liga níquel D - elemento de liga manganês-molibdênio G - todos os outros eletrodos de baixa liga M - especificações militares A característica do Grupo III é a exigência de eletrodos de alta liga, também inoxidáveis, enquadrados normalmente na Norma AWS A dos tipos: E 3XX-15/16 / E 4XX-15/16 / E 5XX- 15/16 A espessura do metal de base A seguir é importante considerar-se a espessura do metal de base a soldar. É sabido que metais de pouca espessura empenam e furam com facilidade por ocasião da soldagem; por outro lado, materiais espessos tendem a apresentar falta de penetração na raiz e trincas de têmpera ao lado ou sob o cordão de solda, devido a estarem sujeitos a um ciclo térmico severo. A maior rigidez de uma chapa espessa também pode introduzir tensões elevadas na junta, podendo levar a trincas. Em muitos casos, torna-se recomendável um preaquecimento e, como conseqüência, a utilização de eletrodos com revestimento básico. A junta a soldar Outro ponto fundamental é a junta e a conseqüente consideração de penetração. Eletrodos de penetração baixa/média utilizam chanfros com as variáveis: ângulo, fresta e nariz, intimamente relacionadas, no intuito de assegurar penetração completa por ocasião da soldagem. Eletrodos de penetração grande/profunda aceitam, até certos limites, chanfros retos e frestas mínimas. Cabe aqui um importante alerta: cuidado com esta soldagem que implica sempre em alta diluição, aumentando a probabilidade de contaminação. Trincas a quente ao longo da solda, acompanhando as cristas das escamas do cordão, são muito comuns; basta que os teores de C-Si-P e principalmente S sejam um pouco elevados, e as trincas aparecerão inevitavelmente. Nas juntas de acesso por um só lado, deve-se cuidar de forma especial do passe de raiz, que deverá assegurar penetração total e uniforme ao longo de toda a junta. O eletrodo celulósico é aquele que melhor se presta à obtenção desta condição de soldagem. A posição de soldagem Em havendo condições, todas as soldagens deverão ser realizadas na posição plana; é a mais fácil, rápida e econômica, permitindo ainda a utilização de eletrodos específicos para esta posição, de altíssimo rendimento. Segue-lhe a posição horizontal, com os inconvenientes de chanfros assimétricos e o emprego da técnica de soldagem por filetes. A soldagem vertical seria a terceira opção; a ascendente é

9 87 relativamente fácil de ser executada, mas implica em concentração de muito calor, progressão muito lenta e eletrodos de diâmetro limitado. Deve-se verificar a possibilidade da execução da solda em posição vertical descendente, devido à rapidez e conseqüente economia; muitos eletrodos se prestam a esta execução, existindo alguns tipos especialmente desenvolvidos que somente operam na vertical descendente. A corrente de soldagem O tipo de corrente de soldagem disponível / previsto deve merecer a devida consideração, sendo decorrente da maquina existente para a execução do trabalho. Há eletrodos que soldam somente em corrente contínua pólo positivo, outros aceitam corrente alternada e contínua, pólo positivo. Outros, ainda, corrente alternada e contínua, pólo negativo. Os "indiferentes" aceitam corrente alternada e contínua, polaridade positiva ou negativa. Finalmente, estão em largo uso os eletrodos de acentuada preferência pela corrente alternada; são tipos modernos destinados à soldagem por contato, especialmente indicados para soldagem por gravidade (AWS E E E 7028). Quando se solda com eletrodos em corrente contínua, pólo positivo, é interessante dar preferência aos produtos idealizados para soldagem em CA/CC+. A incidência de defeitos no cordão, acarretados por oscilações na alimentação elétrica do primário, é muito menor do que em um eletrodo idealizado somente para CC+. O Soldador Ao soldador cabe uma parcela importante na escolha do eletrodo. Deve-se exigir deste profissional apenas a habilidade executiva, pois seus conhecimentos sobre os fenômenos metalúrgicos ligados à soldagem são quase sempre nulos. Em escala crescente de dificuldade de emprego, temos os seguintes tipos de eletrodos: ácido - rutílico - celulósico - básico. Admite-se que um soldador, que seja habilitado a soldar com eletrodos básicos, tenha condições de efetuar soldagens também com os outros tipos de eletrodos. É notória a dificuldade que um soldador de eletrodos do tipo celulósico encontra, ao tentar realizar trabalhos com eletrodos básicos. Devido ao arco mais aberto e movimentos amplos, o resultado é quase sempre porosidade excessiva. Necessitando-se treinar um soldador para básicos, é aconselhável relegar-se os soldadores de tipo celulósico para a condição de última escolha, pois sua adequação é realmente difícil. As condições circunstanciais As condições circunstanciais deverão ser também levadas na devida consideração, devido à influência que podem vir a exercer na escolha de um eletrodo. Alguns exemplos: - Condições de umidade relativa do local de trabalho, diretamente ligada à questão armazenagem / cuidados com os eletrodos revestidos; os eletrodos básicos são os mais sujeitos à absorção da umidade ambiental. - Proteção quanto aos ventos porventura existentes na região de trabalho; os celulósicos são os mais aconselháveis em condições adversas de tempo, devido ao volume de fumos/gases que emanam do seu revestimento. - Estado superficial do metal de base; em existindo pintura, ferrugem, etc., o eletrodo do tipo básico será o mais prejudicado, apresentando acentuada tendência à porosidade no cordão de solda. O tipo de eletrodo revestido Vide o item onde são expostas as principais aplicações de cada tipo de eletrodo. Como subsídio para a escolha do tipo indicado para uma soldagem é interessante determinar-se o carbono equivalente (CE) do metal de base, determinado da seguinte forma: Mn Cr + Mo + V Ni + Cu CE = C Se o valor obtido não for superior a 0,41 podem ser utilizados, em princípio, todos os tipos de eletrodos. Para valores superiores a 0,41 devem ser empregados eletrodos básicos; se o CE. for igual ou superior a 0,45, torna -se obrigatório, também, o preaquecimento.

10 Posições de soldagem conforme ASME Há quatro posições básicas de soldagem a saber: plana, horizontal, vertical (ascendente ou descendente) e sobre cabeça. A posição mais fácil para soldagem é a plana. Qualquer desvio desta posição, a não ser pequenas variações de inclinação, torna o sucesso da soldagem muito mais difícil. Isto ocorre porquê a força de gravidade não auxilia no posicionamento do metal de solda. Soldagem em posição (outras que não a plana) freqüentemente se baseiam nos efeitos da força do arco e na tensão superficial. Portanto, a posição de soldagem pode afetar as propriedades mecânicas da solda e provocar a ocorrência de defeitos. As várias posições de soldagem são codificadas conforme mostrado abaixo. Por exemplo: "3G" significa solda de topo na posição vertical ascendente..6. As preparações mais comuns na soldagem manual ao arco elétrico 3 Para se executar uma soldagem corretamente, visando a obtenção de uma junta isenta de defeitos, é fundamental realizar-se uma boa preparação das partes a unir. A forma e dimensões de um chanfro dependem de vários fatores, enumerados a seguir: Processo de soldagem Natureza do metal de base Espessura das partes a unir Tipo de junta Posição de trabalho Penetração desejada Juntas de topo

11 89 Preparação em chanfro reto É a mais econômica, seja pelo custo da preparação em si, seja pela quantidade necessária de metal depositado. Pode-se soldar só de um lado, ou de ambos. f e e = espessura (mm) f = fresta (mm) Se a soldagem é efetuada de um só lado, ter-se- a, quase que certamente, uma falta de penetração no reverso. A junta não será adequada a suportar solicitações intensas, principalmente cíclicas. A soldagem com passes pelos dois lados evitará esta falta de penetração, sendo adequada para chapas de até 5 a 6 mm de espessuras. O quadro abaixo sintetiza os métodos de soldagem, em função das espessuras das chapas e respectivas frestas recomendáveis. método espessura fresta De um lado só 1, e/2 Dos dois lados 1, e/2 Dos dois lados em plano 5-6,5 1,5 - e/2 Preparação em V Quando as espessuras a soldar excederem os valores indicados para preparação em chanfro reto, recomenda-se a preparação em V, para espessuras de até 20 mm. São parâmetros desta preparação: α = ângulo do chanfro n = nariz f = fresta Aconselham-se os seguintes valores: α - normalmente 60º, sendo melhor 70º na soldagem sobrecabeça. n - 0 a 1,5 mm. f - 2 mm (1-2,5 mm) em plano, horizontal e sobrecabeça; f - 3 mm (2-4 mm) em vertical. O primeiro passe é normalmente executado com eletrodos de diâmetro 3,25 mm; os passes sucessivos em plano serão efetuados com eletrodos de maior diâmetro, até um máximo de 6 mm para os últimos passes de acabamento, porém é aconselhável não ultrapassar o diâmetro de 4 mm nas soldagens fora da posição plana. Nas soldagens em plano e vertical ascendente se recomenda limitar a largura de cada passe a 4 vezes e 6 vezes o diâmetro do eletrodo, respectivamente; nas soldagens em posição horizontal e sobrecabeça deve-se utilizar a técnica de soldagem em passes estreitos (filetes), sendo que cada passe não deverá exceder, em comprimento, 50 vezes o diâmetro do eletrodo. O passe de raiz deixa sempre algumas falhas de penetração, de maneira mais ou menos intermitente. Nas juntas de maior responsabilidade onde é essencial uma penetração completa, a raiz da solda deverá ser limpa até atingir-se o metal são, após o que se efetuará nova soldagem. Preparação em X

12 90 É recomendada para espessuras entre 15 e 40 mm, quando a junta for acessível de ambos os lados. Permite uma grande economia no volume de metal depositado, quando comparado à preparação em V (é reduzido quase à metade), bem como provoca uma compensação nas deformações angulares. Aconselham-se os seguintes valores: α - normalmente 60º nas preparações simétricas, ou seja, com vértice na metade da espessura; 60º e 90º, respectivamente, nas preparações assimétricas, ou seja, com vértice deslocado em 2 mm com relação à metade da espessura. n - zero; o ângulo sólido é bastante grande para se constituir em garantia suficiente contra afundamentos eventuais. f - 3 mm (2-4 mm) em plano, horizontal e sobrecabeça; f - 4 mm (3-5 mm) em vertical. Nas juntas de responsabilidade, onde são essenciais uma penetração completa e a ausência de inclusões de escória, é oportuno realizar-se a remoção do passe de raiz antes da soldagem no reverso. Tendo em vista facilitar esta operação e igualar os volumes de depósito em ambos os lados, adota-se, freqüentemente, a preparação em X assimétrica, soldando-se primeiramente o chanfro mais estreito e profundo.