Processo de Soldadura por Arco Submerso SAS/12X/SAW

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1 Processo de Soldadura por Arco Submerso SAS/12X/SAW Direcção de Formação Processos de Soldadura Italo Fernandes EWE / IWE Módulo 1.10 Temas a Tratar - Processo de Soldadura Arco Submerso (SAS) - 1 Fio Eléctrodo (Sólido) 121 Arco Submerso (SAS) - 1 Fio Eléctrodo (Fluxado) Arco Submerso (SAS) - Multi fio 123 Arco Submerso (SAS) - Fita 122 Arco Submerso (SAS) - Pó de Ferro 124 Processo de Soldadura SAS Engenharia 2 / 155

2 EWE / IWE Módulo 1.10 Objectivos Princípio de Funcionamento Equipamentos e Acessórios Aplicações, Vantagens e Desvantagens Parâmetros (variáveis essenciais) de Soldadura Consumíveis Tipos, Funções, Armazenagem Tipos de Chanfros/Juntas Imperfeições Típicas Processo de Soldadura SAS Engenharia 3 / 155 Processo SAS 12X Princípio de Funcionamento Processo de Soldadura SAS Engenharia 4 / 155

3 Princípio de Funcionamento (1 de 3) Processo de Soldadura por Fusão. A Fusão do material de adição e do material de base é obtida através do calor desenvolvido por um arco eléctrico. O Material de Adição é obtido através da utilização de um consumível do tipo Fio Sólido Continuo ou Fluxado. Tipo de Corrente Eléctrica, Continua: DC(-)/DCEN; DC(+) / DCEP e AC Processo de Soldadura SAS Engenharia 5 / 155 Princípio de Funcionamento (2 de 3) A Protecção do banho em fusão, das gotas de material de adição obtida através da utilização de um Fluxo, que cobre o arco eléctrico protegendo-o da atmosfera, constituintes do fluxo permitem a criação de um plasma de arco, constituintes do fluxo geram uma escória que recobre o cordão solidificado durante o arrefecimento, constituintes do fluxo podem melhorar a composição química do metal depositado Processo de Soldadura SAS Engenharia 6 / 155

4 Princípio de Funcionamento (Esquema) Processo de Soldadura SAS Engenharia 7 / 155 Aplicações Típicas (1 de 2) Processo de Soldadura SAS Engenharia 8 / 155

5 Aplicações Típicas (2 de 2) Processo de Soldadura SAS Engenharia 9 / 155 Vantagens: Usa DC /AC Factor de Marcha de 100% Taxa de Depósito superior a 2,5 Kg/h Automatização, Eléctrodo Contínuo, mais de 1 eléctrodo Grande Capacidade de Penetração Grande tolerância à contaminação Processo de Soldadura SAS Engenharia 10 / 155

6 Desvantagens: Acessibilidade e Mobilidade Escórias, risco de inclusões Limitações nas posições de Soldadura Forma da Penetração, Maus Passes de Raiz Bons Alinhamentos Soldadura Manual de Baixa Qualidade Arco Eléctrico não visível Equipamento Complexo Processo de Soldadura SAS Engenharia 11 / 155 SAS Taxas de Depósito Processo de Soldadura SAS Engenharia 12 / 155

7 Fonte de Energia Sistema de Controlo de Parâmetros Alimentador de Fio Cabeça de Soldadura Distribuição e Recuperação de Fluxo Cabo de Energia e Retorno Alicate/Grampo de Massa Processo de Soldadura SAS Engenharia 13 / 155 Fontes de Energia: Tipo Estático: Convencionais, Inversores Rectificadores debitam corrente DC ou Transformadores/Rectificadores debitam AC Tipo Rotativo: Geradores debitam corrente DC Alternadores debitam corrente AC Factor de Marcha de 100% Curva Estática Tipo Plano ou Tensão constante ou Tipo Vertical ou Intensidade Constante Processo de Soldadura SAS Engenharia 14 / 155

8 Fontes de Energia: Tipo Estático: Processo de Soldadura SAS Engenharia 15 / 155 Fontes de Energia AC: Onda Sinusoidal Quadrada Onda Quadrada: Permitem arcos mais estáveis Evita o feito de rectificação da corrente Processo de Soldadura SAS Engenharia 16 / 155

9 DC (+): Soldadura, máxima penetração, melhor morfologia do cordão, mais resistente à porosidade DC (-): Revestimentos ou Soldadura de baixa diluição, máxima taxa de depósito cerca de 30% + que em DC(+), pouco resistente à contaminação das chapas, necessita de maior tensão de arco para manter a estabilidade DC (-) e/ou DC(+) em multifio, desde que em dois fios mas um só arco-eléctrico Processo de Soldadura SAS Engenharia 17 / 155 Fontes de Energia DC - Aplicações: Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do Cordão de Soldadura Processo de Soldadura SAS Engenharia 18 / 155

10 Aplicações DC 1 Fio Eléctrodo: Processo de Soldadura SAS Engenharia 19 / 155 Fontes de Energia AC - Aplicações: AC: Soldadura e/ou Revestimentos, características intermédias entre DC (+) e DC (-) Muito usada em situações de elevado risco de Sopro Magnético Em utilizações multifio e muito usada em conjunto com um dos fios em DC(+), sendo o fio de DC (+) o que fornece a penetração e o de AC o enchimento. Processo de Soldadura SAS Engenharia 20 / 155

11 Aplicações AC 1 Fio Eléctrodo: Processo de Soldadura SAS Engenharia 21 / 155 Fontes de Energia Convencionais Controlo dos Parâmetros: Intensidade Velo. de Alimentação de Fio Voltagem Arco Tensão do Velocidade de Soldadura Processo de Soldadura SAS Engenharia 22 / 155

12 Curva Característica Estática Tensão Constante ou Plana Processo de Soldadura SAS Engenharia 23 / 155 Técnicas de escorvamento: Escorvamento por Alta Frequência (pouco utilizado) Escorvamento por curto-circuito, Técnicas: Ponta do fio eléctrodo (sólido) cortada em bisel ou cónica de ponta afiada (alicates corta arame); Utilização de Palha de Aço, só nos prolongamentos ou acrescentos; Fontes com dispositivo de escorvamento, permite arranque a velocidades de alimentação de fio mais reduzida, após o escorvamento inicia alimentação à velocidade programada. Processo de Soldadura SAS Engenharia 24 / 155

13 Controlo da Estabilidade do Arco-Eléctrico Obtido através do Efeito de Auto-Regulação ou da Tensão do Arco Efeito de Auto-Regulação deve-se a: Alimentador de Velocidade Fixa Tipo de curva característica Estática da Fonte, Tensão constante Processo em que o efeito da densidade de energia é relevante Efeito de Joule não desprezável na fusão do fio 2 Processo de Soldadura SAS Engenharia 25 / 155 W = α. I + β. l. I Controlo do Arco Através da Tensão do Arco Controlo pela Tensão do Arco deve-se a: Alimentador de Velocidade Variável Tipo de curva característica Estática da Fonte, Intensidade Constante Dispositivo electrónico, que mede a tensão do Arco e compara com um valor padrão Processo de Soldadura SAS Engenharia 26 / 155

14 Cabeças de Soldadura: 1 Destrocedor de fio Eléctrodo (endireitar o fio antes dos roletes) Sistema de Roletes de tracção Ligação do cabo de energia Tubo de Contacto Depósito de Fluxo Distribuidor de Fluxo Sistema de Alinhamento e/ou de Seguimento de Junta 7 Processo de Soldadura SAS Engenharia 27 / Alicates de Massa e Massas Rotativas: Adequados à Intensidade máxima a utilizar Processo de Soldadura SAS Engenharia 28 / 155

15 Alicates de Massa e Massas Rotativas: Cuidados específicos: Sopro Magnético, fácil o seu aparecimento Utilizar mais do que um ponto de massa Secções de cabos adequados Alicates bem apertados e fixos Posicionar directamente na peça, ou nos prolongamentos Prolongamentos bem soldados, não devem ser só pingados Processo de Soldadura SAS Engenharia 29 / 155 Cabos de Energia, de Retorno e Ligações Rápidas: Escolha da Secção mínima de Cabo: Intensidade Máxima a utilizar (diâmetro de eléctrodo e/ou espessura do material a soldar) Distância máxima entre a fonte e o local de trabalho Factor de Marcha utilizado Processo de Soldadura SAS Engenharia 30 / 155

16 Cabos de Energia e de Retorno Considerando distâncias de 4,5 m (normal de uma bainha): Processo de Soldadura SAS Engenharia 31 / 155 Intensidade Máxima (A) Processo de Soldadura SAS Engenharia 32 / 155 Comprimento máximo dos Cabos de soldadura (m) Secção mínima dos cabos (mm 2 ) Cabos de Energia e de Retorno considerando factor de Marcha a 60%:

17 Cabos de Energia, de Retorno e Ligações Rápidas: Processo de Soldadura SAS Engenharia 33 / 155 Cabos de Alimentação de Energia: Processo de Soldadura SAS Engenharia 34 / 155

18 Cuidados Gerais: As Linhas de Distribuição balanceadas ão da energia devem estar A Massa deve estar bem fixa, dimensionada e ter bom contacto Verificar os apertos, evitar os Pontos Quentes Garantir os Isolamentos eléctricos A Terra por segurança deve existir sempre Processo de Soldadura SAS Engenharia 35 / 155 Bicos ou Tubos de Contacto Os Bicos ou Tubos de Contacto são formados por duas meias partes Adequar o diâmetro interno do tubo contacto ao diâmetro do fio (aço: 0,1mm por banda) Atenção que são acessórios consumíveis, necessitam de substituição regular Processo de Soldadura SAS Engenharia 36 / 155

19 Sistema de Alimentação de Fluxo Alimentação por gravidade Distribuição concêntrica Distribuição à frente do fio eléctrodo Processo de Soldadura SAS Engenharia 37 / 155 Sistema de Recuperação Fluxo Efeito de Venturi Ar-Comprimido (atenção à qualidade) Atenção do tipo de Fluxos Processo de Soldadura SAS Engenharia 38 / 155

20 Alimentação de Fio Eléctrodo Motores de maior Binário Roletes de rasto com e sem cava Existem sistemas de 2 ou 4 roletes Necessário um Sistema que destorça o fio Atenção às Guias Processo de Soldadura SAS Engenharia 39 / 155 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais): Intensidade de Soldadura (corrente) / Velocidade Alimentação de Fio Tensão Arco Eléctrico (voltagem) /Altura do Arco Velocidade de Soldadura Binário Fio-Fluxo Tipo de Fio de Fluxo e Diâmetro do Fio Extensão Livre do Eléctrodo (8 x ) Tipo de Corrente Processo de Soldadura SAS Engenharia 40 / 155

21 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do Cordão de Soldadura Processo de Soldadura SAS Engenharia 41 / 155 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do Cordão de Soldadura Intensidade: Determina a taxa de Depósito Profundidade da Penetração Volume de metal Fundido Origina maior volatilização dos constituintes do Fluxo para I Necessita de Fluxos com maior granulometria para I (escoar gases) I Implicam Bordos queimados, cordões altos e estreitos I Arcos Instáveis Processo de Soldadura SAS Engenharia 42 / 155

22 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do Cordão de Soldadura Processo de Soldadura SAS Engenharia 43 / 155 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do Cordão de Soldadura Tensão: Determina a largura e a convexidade do Cordão Melhora a resistência à porosidade (óleos e húmidade) Origina maior quantidade de escória, logo maior consumo de Fluxo para V Origina uma maior introdução de elementos de liga no cordão depositado para V V Cordões muito largos (2 x a penetração) pode originar fissuração V Dificil remoção da escória, aumento exagerado de elementos liga no depósito podendo originar fissuração Processo de Soldadura SAS Engenharia 44 / 155

23 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do Cordão de Soldadura Processo de Soldadura SAS Engenharia 45 / 155 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do Cordão de Soldadura Velocidade de Soldadura Excessiva: Diminui o efeito de molhagem, aumenta a convexidade Aumenta a probabilidade de bordos queimados Aumenta a probabilidade da porosidade e da fissuração Diminui a inserção de elementos liga no depósito vindos do fluxo Velocidade de Soldadura muito Baixa: Aumenta a probabilidade de fissuração pelo efeito de aumentar a largura do cordão Aumenta a probabilidade de inclusões de escória devido a volumes de material fundido muito grandes e baixa velocidade Morfologia do cordão muito rugosa Processo de Soldadura SAS Engenharia 46 / 155

24 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do Cordão de Soldadura Processo de Soldadura SAS Engenharia 47 / 155 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do Cordão de Soldadura Aumento do Diâmetro do Fio Eléctrodo: Diminui a densidade de energia no arco eléctrico Diminui a profundidade da penetração Aumenta a largura do cordão Diminui a taxa de depósito V Cordões muito largos (2 x a penetração) pode originar fissuração V Dificil remoção da escória, aumento exagerado de elementos liga no depósito podendo originar fissuração Processo de Soldadura SAS Engenharia 48 / 155

25 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do Cordão de Soldadura Processo de Soldadura SAS Engenharia 49 / 155 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do Cordão de Soldadura Processo de Soldadura SAS Engenharia 50 / 155

26 Extensão livre do Eléctrodo Influência no cordão e taxa de depósito Processo de Soldadura SAS Engenharia 51 / 155 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais), influência na morfologia do Cordão de Soldadura Efeito da extensão Livre de Eléctrodo, se aumentada: Diminui a penetração Aumenta a taxa de depósito Aumenta a largura do cordão Diminui a ZTA Zona Afectada pelo Calor Este valor varia entre os 19 a 35 mm, a regra é 8 x para soldadura condições normais Processo de Soldadura SAS Engenharia 52 / 155

27 Consumíveis: Fluxos Fios Sólidos e Fluxados - Diâmetros de 2,4; 3,2; 4,0; 5,0 e 6,0 mm Fitas - (Larg.) 60; 80; 100; 120 e 180 mm Fitas (Esp.) 0,6; 0,8 e 1,0 mm Escolha do tipo de consumível (Binário Fio/Fluxo) depende: Tipo de material a soldar Espessura a soldar Processo de Soldadura SAS Engenharia 53 / 155 Consumíveis: Fios Sólidos atenção às gamas de utilização Processo de Soldadura SAS Engenharia 54 / 155

28 Fluxos Tipos (de acordo com o fabrico): Fundidos EN 760 Coesionados (bonded) EN 760 Aglomerados Misturados Mecanicamente ou Mistos EN 760 Processo de Soldadura SAS Engenharia 55 / 155 Fluxos (tipos função do fabrico) Fundidos: Obtidos pela fusão dos vários constituintes, posteriormente estes são arrefecidos e triturados Composição química homogénea Pouco higroscópicos Os finos podem ser removidos sem alterar a composição química, fácil reciclagem Usados para elevadas velocidades Muito difícil a inserção de elementos liga e de desoxidantes Processo de Soldadura SAS Engenharia 56 / 155

29 Fluxos (tipos função do fabrico) Coesionados: Obtidos pela mistura dos constituintes, e são aglotinados através da utilização de Silicatos de K e Na, depois são secos Composição química menos homogénea devido ao modo de fabrico (atenção à recuperação, perca através dos finos ), Muito higroscópicos Baixa densidade, escória fácil de eliminar Muito fácil a inserção de elementos liga e de desoxidantes Necessitam de ser tratados antes de utilização Processo de Soldadura SAS Engenharia 57 / 155 Fluxos (tipos função do fabrico) Aglomerados: Obtidos pela mistura dos constituintes como os anteriores, os elementos aglomerante são cerâmica Composição química menos homogénea devido ao modo de fabrico (atenção à recuperação, perca através dos finos ), Muito higroscópicos, necessitam de ser tratados antes de utilização Baixo consumo de fluxo Muito fácil a inserção de elementos liga e de desoxidantes relativamente aos fundidos mas menor que nos coesionados Processo de Soldadura SAS Engenharia 58 / 155

30 Fluxos (tipos função do fabrico) Misturados Mecanicamente ou Mistos: Obtidos pela mistura de fluxos Fundidos e Aglomerados/Coesionados Composição química pouco homogénea devido ao modo de fabrico (atenção não devem ser recuperados) Devido a problemas de densidade dificuldades de utilização Processo de Soldadura SAS Engenharia 59 / 155 Fluxos Tipos (comportamento metalúrgico relativamente ao Mn e Si no metal depositado): Neutros Não inserem elementos liga, nem desoxidantes Activos Inserem Mn e Si e outros elementos liga Ligados Composições específicas, objectivo adição de elementos liga Processo de Soldadura SAS Engenharia 60 / 155

31 Fluxos Tipos (comportamento ao nível do PH): Neutros 1 IB 1,5 Ácidos IB < 1 Básicos IB > 1,5 Índice de Basicidade: CaO+ CAF + MgO+ K O+ Na + Li O IB = SiO + 1 ( Al O + TiO + ZrO Processo de Soldadura SAS Engenharia 61 / ( MnO+ Fe) Granulometria: Fluxos que transportam muita corrente têm de ter granulometria menor A granulometria deve ser controlada, atenção à recuperação dos fluxos, devido aos finos Fluxos de granulometria grosseira mais resistentes à ferrugem Granulometria fina mais problemas na evacuação de gases Processo de Soldadura SAS Engenharia 62 / 155 Fluxos

32 Código de Identificação Fluxos - Aço não ligado/grão Fino EN 760 S F CS 1 67 AC H10 EN 760 Normaaplicável ao Fluxo para SAS S Define que é um fluxo aplicável em SAS CS Código que define o tipo de fluxo (ver tabela e texto) 1 Código que define o tipo de Aplicação (ver texto) 67 Código que define o comportamento metalúrgico (ver texto e tabela) Não Mandatório. AC Código que identifica o tipo de corrente utilizada (DC ou AC) Não Mandatório. H10 Código que identifica o teor em hidrogénio (ver tabela) Não Mandatório. Processo de Soldadura SAS Engenharia 63 / 155 Tipos de Fluxos Processo de Soldadura SAS Engenharia 64 / 155

33 Tipo Silicato de Manganês, MS (1 de 2): Os fluxos de soldadura deste tipo basicamente contêm MnO e Si0 2 > 50%. De um modo geral, caracterizam-se por uma elevada transferência de manganês (activos) para o metal de soldadura; dessa forma, são utilizados de preferência em combinação com fios para soldadura de baixo teor de manganês. A transferência de silício para o metal depositado é também elevada. Muitos fluxos deste tipo produzem metais de soldadura de tenacidade limitada que é atribuível a um elevado teor de oxigénio na soldadura. Os fluxos de silicato de manganês têm uma relativamente elevada capacidade de transporte de corrente e são apropriados para velocidades de soldadura elevadas. Processo de Soldadura SAS Engenharia 65 / 155 Tipos de Fluxos Tipos de Fluxos Tipo Silicato de Manganês, MS (2 de 2): O metal depositado tem uma boa resistência à porosidade, mesmo sobre uma chapa oxidada (boa resistência à contaminação). A morfologia da soldadura é uniforme e a concordância fica sem bordos queimados. As limitações da tenacidade costuma excluir a utilização desses fluxos na soldadura multi-passe em secções espessas, mas são bem adaptados para a soldadura rápida de materiais finos e de soldaduras de ângulo. Não necessitam de tratamento antes de utilização Têm características Ácidas e são normalmente Fundidos Processo de Soldadura SAS Engenharia 66 / 155

34 Tipo Silicato de Cálcio, CS (1 de 2): Os fluxos são basicamente compostos por CaO, MgO e SiO 2 > 60%. O grupo inclui uma gama muito variada de tipos: Ácidos (elevado teor em SiO 2 ) são tolerantes à chapa oxidada, têm a mais elevada capacidade de transporte de corrente de todos os fluxos deste tipo, baixa tenacidade do metal depositado, normalmente do tipo Aglomerado ou Fundido. Neutros tolerantes à chapa oxidada, mono e multi passe, tipo Aglomerado ou Fundido Básicos (baixo teor em SiO 2 ), Boas tenacidades, elevadas velocidades de soldadura, não resistem à contamianção, nãousados em sistemas multi-fio. Estes fluxos contribuem com elevadas transferências de silício para o metal depositado. Processo de Soldadura SAS Engenharia 67 / 155 Tipos de Fluxos Tipos de Fluxos Tipo Silicato de Cálcio, CS (2 de 2): Esses fluxos são apropriados para a soldadura, de duplo-passe, de secções espessas em que os requisitos das características mecânicas não são demasiado restritas (ácidos e neutros). Os fluxos mais básicos dentro do grupo concedem uma menor transferência de silício, e podem ser utilizados para a soldadura multi-passe em que os requisitos para a resistência e a tenacidade são mais exigentes. A capacidade de transporte de corrente dos fluxos tendem a diminuir com um aumento da basicidade do fluxo, mas o perfil de soldadura deve ser liso e sem bordos queimados. Processo de Soldadura SAS Engenharia 68 / 155

35 Tipos de Fluxos Tipo Silicato de Zircónio, ZS: Os fluxos de soldadura deste tipo são compostos por Zr0 2 e Si0 2 como os seus principais elementos constituintes. Estes fluxos são recomendados para a realização de soldaduras a elevada velocidade de mono passe sobre a chapa de aço espessa ou fina mas limpa. A molhagem da escoria é boa e proporciona as características necessárias para se efectuar soldaduras uniformes a altas velocidades sem bordos queimados. Processo de Soldadura SAS Engenharia 69 / 155 Tipo Silicato de Rútilo, RS: Os fluxos deste tipo são compostos por TiO 2 e SiO 2 como os seus principais elementos constituintes. Além da elevada perda de manganês, estes fluxos produzem uma elevada transferência de silício para o depósito de soldadura. Por isso, podem ser utilizados em conjunto com eléctrodos de fios que tenham um teor médio ou elevado de manganês. A tenacidade da soldadura permanece limitada devido a um teor de oxigénio que é relativamente elevado. A sua capacidade de transporte de corrente é razoavelmente elevada, a qual permite a soldadura de um fio e de vários fios a altas velocidades de avanço. Um campo de aplicação típico é o das soldaduras de duplo passe (um passe de cada lado da junta) no fabrico de tubos de grandes diâmetros. Processo de Soldadura SAS Engenharia 70 / 155 Tipos de Fluxos

36 Tipos de Fluxos Tipo Aluminato-Rútilo, AR (1 de2): Estes fluxos basicamente contêm A1 2 0 e TiO 2. Ocorre uma transferência média de manganês e de silício para o metal de soldadura. Devido à sua elevada viscosidade de escória, este tipo expõe um grande número de características de operação vantajosas, tais como o bom aspecto da soldadura, velocidade de soldadura elevada e óptima capacidade de separação da escória, em especial nas soldaduras de ângulo. Processo de Soldadura SAS Engenharia 71 / 155 Tipos de Fluxos Tipo Aluminato-Rútilo, AR (2 de 2): Os fluxos são apropriados para o funcionamento com DC e AC, assim, são apropriados para a soldadura de um fio ou de vários fios. Devido ao seu teor de oxigénio que é relativamente elevado, produzem características mecânicas médias. Incluídos entre os principais campos de aplicação estão a soldadura de contentores e tubos de paredes finas, junções tubo-teia-tubo de tubos com remate, soldaduras de canto nas construções em aço e na construção naval. Processo de Soldadura SAS Engenharia 72 / 155

37 Tipo Aluminato-Básico, AB: Além do Al como principal elemento constituinte, estes fluxos basicamente contêm MgO e CaO, tipo Aglomerado Básico. Causam uma transferência média de manganês para o depósito de soldadura. Devido ao seu elevado teor de Al 2 O 3, a escória líquida arrefece rápido, existindo um óptimo equilíbrio do desempenho do metal de soldadura e das características de utilização. As características de utilização desses fluxos são boas e, devido às suas características de escória (teor médio de oxigénio) consegue-se uma boa tenacidade no metal depositado, em especial na soldadura de duplo passe. São muito utilizadas para a soldadura de aços estruturais sem liga e de baixa liga em diversos campos de aplicação. Podem ser utilizadas em DC e em AC, empregando a técnica de multi-passe ou de duplo-passe, escória difícil de remover. Processo de Soldadura SAS Engenharia 73 / 155 Tipos de Fluxos Tipos de Fluxos Tipo Silicato de Aluminato, AS (1 de 3): Caracterizam-se por um nível moderadamente elevado de compostos básicos, tais como o MgO e o CaF 2, contrabalançados por quantidades substanciais de silicatos, Al 2 O 3 e Zr0 2. O comportamento metalúrgico desses fluxos é principalmente neutro, mas também é possível que ocorra perdas de Manganês. Por isso, é preferível utilizar os fios para soldadura com um nível elevado de manganês, tais como os fios tipo S3. Como resultado da sua basicidade de escória moderadamente elevada, obtém-se uma soldadura altamente pura e com baixo teor de oxigénio. Processo de Soldadura SAS Engenharia 74 / 155

38 Tipos de Fluxos Tipo Silicato de Aluminato, AS (2 de 3): Por causa das características básicas do fluxo, juntamente com uma redução da viscosidade de escória, esses fluxos apresentam características para utilização, tais como a capacidade de transporte de corrente limitada bem como a velocidade de soldadura. A separação da escória e as características do cordão de soldadura são bons, mesmo quando usados na técnica de chanfro apertado. Embora seja preferida a soldadura em DC. (baixo teor em hidrogénio na soldadura), alguns desses fluxos também podem ser utilizados em AC. e, por isso, em sistemas de vários fios. Processo de Soldadura SAS Engenharia 75 / 155 Tipos de Fluxos Tipo Silicato de Aluminato, AS (3 de 3): Recomenda-se para esse tipo de fluxos, tais como os fluxos básicos de fluorato, a soldadura de multi-passe, em especial quando há que atingir requisitos de tenacidade elevados. Por isso, a aplicação preferida é a soldadura de aços de grão fino e de alta resistência, tais como nos recipientes sob pressão, componentes nucleares ou plataformas offshore. Processo de Soldadura SAS Engenharia 76 / 155

39 Tipo Fluorato de Aluminato Básico, AF: Os fluxos deste tipo são Básicos, compostos de Al 2 O 3 e CaF 2 como sendo os principais elementos constituintes. Esses fluxos são aplicados principalmente em combinação com fios com elementos liga tais como aço inoxidável e ligas à base de Ni. O depósito de soldadura é neutro com respeito a Mn, Si e outros elementos de liga. Devido ao alto teor de Fluorato, esses fluxos proporcionam uma boa acção de molhagem e uma superfície de soldadura com bom aspecto. A tensão de arco deve ser regulada a um nível mais elevado, que a do tipo básico de aluminato, são fornecidos como Fundidos ou Aglomerados. Processo de Soldadura SAS Engenharia 77 / 155 Tipos de Fluxos Tipo Fluorato-básico, FB (1 de 3): Caracterizam-se por um nível elevado de compostos básicos, tais como CaO, MgO. MnO e CaF 2, mas o nível de SiO 2 é baixo. O comportamento metalúrgico é sobretudo neutro, mas também é possível que ocorra uma perda de manganês. Por isso, é preferível utilizar os eléctrodos de fios com um nível de manganês mais elevado, ex.: os fios do tipo S3. Devido à basicidade elevada da sua escória, eles permitem obter uma soldadura de boa qualidade e com baixo teor de oxigénio. Pode-se conseguir uma elevada tenacidade do metal depositado a temperaturas muito baixas. Processo de Soldadura SAS Engenharia 78 / 155 Tipos de Fluxos

40 Tipos de Fluxos Tipo Fluorato-básico, FB (2 de 3): Por causa das características básicas do fluxo e da baixa viscosidade da escória, esses fluxos têm características de utilização tais como capacidade de transporte de corrente e velocidade de soldadura limitadas. A separação da escória pode originar problemas, as característica do cordão de soldadura são bons. Embora seja preferida a soldadura em DC a fim de produzir um baixo teor de hidrogénio na soldadura, alguns desse fluxos também podem ser utilizados em AC e, por isso, em sistemas de vários fios. Os fluxos deste tipo podem ser aplicados para soldar aço inoxidável e ligas à base de níquel. Processo de Soldadura SAS Engenharia 79 / 155 Tipos de Fluxos Tipo Fluorato-básico, FB (3 de 3): A aplicação preferida é a soldadura de aços de grão fino e de alta resistência, ex.: recipientes sob pressão, componentes nucleares ou construções no mar, perto da terra. Os fluxos deste tipo podem ser aplicados para soldar aço inoxidável e ligas à base de níquel. Tipos de Fluxos com outras composições, Z: Outros tipos de fluxo não abrangidos por esta descrição. Processo de Soldadura SAS Engenharia 80 / 155

41 Processo de Soldadura SAS Engenharia 81 / 155 Código do Tipo de Aplicação Fluxos Classe 1: Dígito 1 Fluxos para soldadura de aços não ligados e baixa liga, por exemplo: Aços de construção, Alta resistência, Resistentes à fluência Normalmente não contêm elementos liga para além do Mn e o Si. O metal depositado é muito influenciado pela composição do fio eléctrodo e pelas reacções metalúrgicas. Podem ser usados em soldadura e em revestimentos em soldadura podem se aplicados em mono passe, multi passe e passe duplo Código do Tipo de Aplicação Fluxos Classe 2: Dígito 2 Fluxos para soldadura de aços ligados, por exemplo: Aços Inoxidáveis, Resistentes altas temperatura tipo Cr/Mo ou Aços Cr/Ni e ligas de base Níquel. Contêm elementos liga para além do Mn e o Si. O metal depositado é muito influenciado pela composição do fluxo do fio eléctrodo e pelas reacções metalúrgicas. Podem ser usados em soldadura e em revestimentos em soldadura podem se aplicados em mono passe, multi passe e passe duplo Processo de Soldadura SAS Engenharia 82 / 155

42 Código do Tipo de Aplicação Fluxos Classe 3: Dígito 3 Fluxos principalmente para aplicações de revestimentos Contêm elementos liga tipo Cr, C, Mo para além do Mn e o Si. O metal depositado é muito influenciado pela composição do fluxo do fio eléctrodo e pelas reacções metalúrgicas. Processo de Soldadura SAS Engenharia 83 / 155 Código do Comportamento Metalúrgico Estes códigos estão ligados à classe de Fluxos 1, 2 e 3 Fluxos de Classe 1: Este código é definido em função de o fluxo permitir a transferência/captação (pick-up) ou perca (burn-out) de Si e/ou Mn na composição química do metal depositado, partindo da composição química de um fio eléctrodo tipo EN 756 S2. Se I Mn e Si (queima-se mais fluxo) Se V Mn e Si (forma-se mais escória) Se a Velo. Sold. Mn e Si (forma-se menos escória) Processo de Soldadura SAS Engenharia 84 / 155

43 Código do Comportamento Metalúrgico para Fluxos Classe 1 Os códigos referemse sempre primeiro ao Si e em segundo ao Mn, do exemplo temos 67, o 6 é para o Si e o 7 para o Mn Processo de Soldadura SAS Engenharia 85 / 155 Código do Comportamento Metalúrgico Fluxos de Classe 2 e 3: Quando outros elementos liga para além do Si e do Mn são transferidos/captados pelo depósito de soldadura, o(s) símbolo(s) químico(s) do(s) elemento(s) deve(m) ser mencionado(s) para além do código. De modo alternativo esta informação pode ser fornecida pelo fabricante nas especificações técnicas Processo de Soldadura SAS Engenharia 86 / 155

44 Código do Teor em Hidrogénio Tratamento de um Fluxo Fundido 2 h a 250º C ± 50ºC Tratamento de um Fluxo Aglomerado 2 h a 350º C ± 50ºC Processo de Soldadura SAS Engenharia 87 / 155 Código da Granulometria - Não indicada no código de identificação do fluxo (norma EN 760), mas deve ser mencionada pelo fabricante, fornecendo sempre a dimensão mínima e máxima Processo de Soldadura SAS Engenharia 88 / 155

45 Fios Eléctrodos Fio Sólidos Fios Fluxados Fitas Sólidas Fitas Fluxadas Processo de Soldadura SAS Engenharia 89 / 155 Classificação de Fios e Fluxos para SAS Norma AWS A Aços não Ligados Processo de Soldadura SAS Engenharia 90 / 155

46 Classificação de Fios E Fluxos para SAS Norma AWS A Aços Baixa Liga Processo de Soldadura SAS Engenharia 91 / 155 Classificação de Fios e Fluxos para SAS Norma AWS A Aços não Ligados Processo de Soldadura SAS Engenharia 92 / 155

47 Classificação de Fios e Fluxos para SAS Norma AWS A Aços não Ligados Processo de Soldadura SAS Engenharia 93 / 155 Classificação de Fios e Fluxos para SAS Norma AWS A Aços não Ligados Processo de Soldadura SAS Engenharia 94 / 155

48 Código de Identificação Binário Fio/Fluxo - Aço não ligado/grão Fino EN 756 S 46 3 AB S2 EN 756 Norma aplicável ao Binário Fio-Fluxo para SAS S Define que é um fio eléctrodo e/ou Binário Fio-Fluxo aplicável em SAS 46 Código que define as propriedades mecânicas do metal depositado pelo material de adição (ver tabela) 3 Código que define a temperatura à qual se obtém 47 Joules de energia de impacto (ver tabela) AB Código que define o tipo de Fluxo com que se obteu a composição química do metal depositado (ver EN 760). S2 Código que identifica a composição química do fio Eléctrodo (ver tabela) Processo de Soldadura SAS Engenharia 95 / 155 Código de Identificação - Propriedades Mecânicas (multi passe) Processo de Soldadura SAS Engenharia 96 / 155

49 Código de Identificação - Propriedades Mecânicas (juntas de ângulo) Processo de Soldadura SAS Engenharia 97 / 155 Código de Identificação - Propriedade de Impacto Processo de Soldadura SAS Engenharia 98 / 155

50 Código de Identificação - Tipo de Fluxo Processo de Soldadura SAS Engenharia 99 / 155 Código de Identificação - Composição Química do Fio Sólido Processo de Soldadura SAS Engenharia 100 / 155

51 O material depositado deve ser o adequado à soldadura, isto é, compatível com o material base (metalurgicamente, características físicas e químicas) Propriedades mecânicas definidas na especificação de construção Em função da Espessura (Intensidade de Soldadura) Se é uma junta multi passe ou mono passe ou duplo passe O estado de contaminação da peça a soldar Processo de Soldadura SAS Engenharia 101 / 155 Regras Básicas para a Escolha do Binário Fio-Fluxo Armazenagem dos Fluxos e dos Fios Eléctrodos Armazém Geral: Temperatura a cerca de 10ºC acima da Temperatura Ambiente Húmidade Relativa máxima entre 40 a 60% Processo de Soldadura SAS Engenharia 102 / 155

52 Secagem dos Fluxos Básicos: Regra Geral - 250ºC ± 50ºC, durante 2h Tomar atenção aos requisitos do fabricante Processo de Soldadura SAS Engenharia 103 / 155 Sistemas de Recuperação com Secagem de Fluxos Processo de Soldadura SAS Engenharia 104 / 155

53 Processo MIG/MAG 131/135 Modo de Transferência Transferência Guiada por Parede de Fluxo Forças que actuam no destacamento das gotas: Gravidade (Fg) Tensão Superficial (Fts) Jacto de Plasma (Fd) Electromagnéticas / Efeito de Pitch (Fem) Vaporização (Fv) Processo de Soldadura SAS Engenharia 105 / Variantes Utilização de Fios Eléctrodos Fluxados: Mesmo tipo de Consumíveis que são usados em soldadura por Fios Fluxados, excepto os autoprotegidos, que não são utilizados Requer cuidados especiais na escolha do tipo de fluxo, para não criar incompatibilidades com o fluxo dos fios eléctrodos Grande vantagem é o aumento da taxa de depósito quando comparado com o fio eléctrodo sólido Aplicações principais em juntas de ângulo e construção Naval Aplicações típicas só com um fio eléctrodo e em DC (+) Processo de Soldadura SAS Engenharia 106 / 155

54 - Variantes Utilização de Fitas Sólidas e Fluxadas: Aplicação só em Revestimentos, e em Recargas Duras. Problemas de estabilidade de arco devido à largura da fita > 120 mm, usar bobines na zona de contacto permite estabilizar o arco a toda a largura, sempre movimentos erráticos ao longo de toda a largura Processo de Soldadura SAS Engenharia 107 / Variantes Utilização de Fitas Sólidas e Fluxadas: Menores Deformações Maiores taxas de depósito Menores ZTAs Poder ser usada com e sem oscilação Pode utilizar-se uma segunda fita sem arco, que é alimentada por detrás e por debaixo da primeira Processo de Soldadura SAS Engenharia 108 / 155

55 - Variantes Utilização de Alimentação de Pó-de-Ferro e/ou Elementos liga: Soldadura e Revestimentos Maiores taxas de depósito Maior Velocidade de Soldadura Menores ZTAs Pode ser usado em qualquer condição do SAS incluindo com Fita e múltiplos eléctrodos Processo de Soldadura SAS Engenharia 109 / Variantes Utilização de MúltiFio Eléctrodo: Disposição Geométrica entre Eléctrodos Paralelo Tandem Quantidade de Eléctrodos: 2 Fios Eléctrodos 3 Fios Eléctrodos Processo de Soldadura SAS Engenharia 110 / Fios - Tipos de Ligações: Paralelo (ambos mesma polaridade, mesma tocha ) Série (um fio + e o outro -, duas tochas ) Número de Fontes: 1 Fonte 2 Fontes 3 Fontes

56 - Variantes Utilização de MúltiFio Eléctrodo: Montagem em Paralelo: Revestimentos Soldadura Processo de Soldadura SAS Engenharia 111 / Variantes Utilização de MúltiFio Eléctrodo: Montagem em Tandem: Soldadura 2 e 3 fios Processo de Soldadura SAS Engenharia 112 / 155

57 - Variantes Utilização de MúltiFio Eléctrodo: Variante à Montagem em Tandem: Soldadura Processo de Soldadura SAS Engenharia 113 / Variantes Utilização de MúltiFio Eléctrodo: Quantidade de Eléctrodos: 2 Fios Eléctrodos 3 Fios Eléctrodos Em Tandem o 1º Fio é DC (+) os restantes AC Aumenta a taxa de depósito Permite soldar maiores espessuras numa só passagem até 15 mm Processo de Soldadura SAS Engenharia 114 / 155

58 - Variantes Utilização de MúltiFio Eléctrodo: Quantidade de Eléctrodos: 1 Fio Eléctrodo Condição mais comum Processo de Soldadura SAS Engenharia 115 / Variantes Utilização de MúltiFio Eléctrodo: Quantidade de Eléctrodos: 2 Fios Eléctrodos com uma só tocha, uma só fonte Processo de Soldadura SAS Engenharia 116 / 155

59 - Variantes Utilização de MúltiFio Eléctrodo: 2 Fios uma fonte e uma Tocha Processo de Soldadura SAS Engenharia 117 / Variantes Utilização de MúltiFio Eléctrodo: Quantidade de Eléctrodos: 2 Fios Eléctrodos com duas tochas, duas fontes Processo de Soldadura SAS Engenharia 118 / 155

60 - Variantes Utilização de MúltiFio Eléctrodo: Quantidade de Eléctrodos: 3 Fios Eléctrodos com três tochas, três fontes Processo de Soldadura SAS Engenharia 119 / Variantes Utilização de Chanfros Apertados: Processo de Soldadura SAS Engenharia 120 / 155

61 - Variantes Processo de Soldadura SAS Engenharia 121 / 155 Sistemas de Guiamento de Juntas Alinhamento através de foco Luminoso Guiamento automáticos com necessitam de ter um sistema mecânico de movimentação da cabeça Guiamento por apalpador mecânico Guiamento por oscilação da cabeça e sistema de controlo da tensão Processo de Soldadura SAS Engenharia 122 / 155

62 Sistemas de Guiamento de Juntas Alinhamento através de foco Luminoso Processo de Soldadura SAS Engenharia 123 / 155 Sistemas de Guiamento de Juntas Apalpador Mecânico Processo de Soldadura SAS Engenharia 124 / 155

63 Sistemas de Aplicação do SAS Carros Soldadura de Painéis topo-a-topo e Juntas de ângulo Processo de Soldadura SAS Engenharia 125 / 155 Sistemas de Aplicação do SAS Carros Soldadura de Painéis topo-a-topo e Juntas de ângulo Processo de Soldadura SAS Engenharia 126 / 155

64 Sistemas de Aplicação do SAS Cristos com Rolos e Posicionadores Processo de Soldadura SAS Engenharia 127 / 155 Sistemas de Aplicação do SAS Cristos com Rolos e Posicionadores Processo de Soldadura SAS Engenharia 128 / 155

65 Sistemas de Aplicação do SAS Cristos com Rolos e Posicionadores Processo de Soldadura SAS Engenharia 129 / 155 Sistemas de Aplicação do SAS Cristos com Rolos e Posicionadores Processo de Soldadura SAS Engenharia 130 / 155

66 Sistemas de Aplicação do SAS Aplicação em Tanques Processo de Soldadura SAS Engenharia 131 / 155 Chanfros / Juntas Bordos Direitos esp. 12 mm Chanfro em Y 12 mm esp. 25 mm Processo de Soldadura SAS Engenharia 132 / 155

67 Chanfros / Juntas Chanfro em X 25 mm esp. 40 mm Chanfro em X Descentrado 12 mm esp. 25 mm Processo de Soldadura SAS Engenharia 133 / 155 Chanfros / Juntas Processo de Soldadura SAS Engenharia 134 / 155

68 Chanfros / Juntas / Selagem e Juntas de Suporte Processo de Soldadura SAS Engenharia 135 / 155 Chanfros / Juntas / Selagem e Juntas de Suporte Processo de Soldadura SAS Engenharia 136 / 155

69 Juntas Topo-a-topo o Efeito de Entalhe Processo de Soldadura SAS Engenharia 137 / 155 Juntas de Ângulo Processo de Soldadura SAS Engenharia 138 / 155

70 Juntas Circulares De 25 a 75 mm Desfazamento de 9,5 a 19 mm Processo de Soldadura SAS Engenharia 139 / 155 De 75 a 457 mm Desfazamento de 19 a 25 mm Processo de Soldadura SAS Engenharia 140 / 155 Limpeza dos Chanfros / Juntas Limpeza mecânica: Óxidos, limalhas e arestas de corte, tintas, galvanizado Limpeza química (das peças e do fio): Gorduras, óleos, massas lubrificantes Remoção da húmidade (fissuração e porosidade) Atenção aos aspectos de Limpeza, podem originar facilmente faltas de fusão em SAS

71 Imperfeições Típicas: Faltas de Fusão (Colagens)/Penetração Preparação, Parâmetros Porosidade Gorduras, Falta de Protecção, Controlo de Altura de Arco Inclusões de Escória Limpeza, Parâmetros Bordos Queimados Parâmetros, Técnica Operatória Fissuração Frio/Quente Problemas Metalurgicos Processo de Soldadura SAS Engenharia 141 / 155 Fissuração devido ao efeito de Forma: Largura (W) deve ser < 2 x a Profundidade da Penetração (D) A relação W/D 1,25 Processo de Soldadura SAS Engenharia 142 / 155

72 Fissuração devido ao efeito de Forma: Processo de Soldadura SAS Engenharia 143 / 155 Fissuração devido ao efeito de Forma e Limpeza da Escória: Processo de Soldadura SAS Engenharia 144 / 155

73 Fissuração devido ao efeito de Forma: Processo de Soldadura SAS Engenharia 145 / 155 Fissuração devido ao efeito de Forma: Processo de Soldadura SAS Engenharia 146 / 155

74 Remoção de escória versus Perfil do Cordão: Processo de Soldadura SAS Engenharia 147 / 155 Alinhamento do eixo do Fio versus eixo da Junta: Processo de Soldadura SAS Engenharia 148 / 155

75 Imperfeições Típicas Sobre-espessura Processo de Soldadura SAS Engenharia 149 / 155 Imperfeições Típicas Falta de Enchimento Processo de Soldadura SAS Engenharia 150 / 155

76 Imperfeições Típicas Poros (RX) Processo de Soldadura SAS Engenharia 151 / 155 Imperfeições Típicas Inclusões (RX) Processo de Soldadura SAS Engenharia 152 / 155

77 Imperfeições Típicas Fissuração a Quente Processo de Soldadura SAS Engenharia 153 / 155 Imperfeições Típicas Fissuração a Frio Processo de Soldadura SAS Engenharia 154 / 155

78 Imperfeições Típicas Arcos Parasitas Processo de Soldadura SAS Engenharia 155 / 155