Processo de Soldagem Eletrodo Revestido

Transcrição

1 Processos de Fabricação I Processo de Soldagem Eletrodo Revestido Prof.: João Carlos Segatto Simões

2 Características gerais

3 O Processo Manual Taxa de deposição: 1 a 5 kg/h Fator de ocupação do soldador inferior a 40% Espessuras soldadas: > 2,0 mm Eletrodos: de 1,0 a 6,0 mm de diâmetro Revestimentos: de 1,0 a 5,0 mm Fonte do tipo corrente constante Soldagem em CC e/ou CA

4 Equipamentos

5 Equipamentos

6 Funções do revestimento Protege a solda contra o oxigênio e o nitrogênio do ar; Reduz a velocidade de solidificação; Protege contra a ação da atmosfera e permite a desgaseificação do metal de solda através da escória; Facilita a abertura do arco além de estabilizá-lo;

7 Funções do revestimento Introduz elementos de liga no depósito e desoxida o metal de solda; Facilita a soldagem em diversas posições de trabalho; Serve de guia das gotas em fusão na direção do banho; Serve como isolante na soldagem de chanfros estreitos, de difícil acesso.

8 Funções do revestimento Função Metalúrgica Transferência de elementos de liga Fe-Mn; Fe-Si; Fe-Cr; Pó de ferro; Ni; Mn, etc. Proteção por meio de gás CaCO 3 (CO 2 ) e celulose (H 2 ) Proteção por escória Índice de basicidade da escória Desoxidação Ti; Al; Mg; Si; Zr; Mn.

9 Funções do revestimento Função Metalúrgica Função de fluxo Desfosforização 2P + 5FeO = P 2 O 5 + 5Fe - Fragilização por P P 2 O 5 + 3CaO = Ca 3 (PO 4 ) 2 -Escória Desulfurização S + Fe = FeS - Fragilização a quente (1000 o C) FeS + CaO = CaS + FeO - Escória Controle da transferência de hidrogênio Revestimento de baixo hidrogênio

10 Funções do revestimento Função Ionizante Abertura, reabertura e manutenção do arco Elementos de baixa Ei (K, Na, Fe, óxidos) Função de Isolamento Térmico e Elétrico Evita aberturas laterais do arco Isola o calor gerado por efeito joule Trata termicamentre a solda Função de Direcionamento do Arco Efeito canhão

11 Funções do revestimento

12 Tipos de revestimento Celulósico (30-40% C 6 H 10 O 5 ) Elevada produção de gás Elevada penetração - passe de raiz Pouco volume do metal líquido Elevado teor de hidrogênio Não devem ser ressecados Produção de pouca escória Transferência metálica por gotas pequenas Soldagem de tubulação e fora de posição

13 Tipos de revestimento Rutílico (45-55% TiO 2 ) Elevada produção de escória Penetração média a pequena Fácil abertura e manutenção do arco Elevado teor de hidrogênio (até 30 ml/100 g) Devem ser ressecados com cuidado Boa aparência do cordão de solda Transferência metálica por gotas pequenas Propriedades mecânicas limitadas

14 Tipos de revestimento Básico (25-40% CaCO 3 e 20-25% CaF 2 ) Proteção por gás e escória Escória básica Baixo teor de hidrogênio Altamente higroscópico (secagem) Transferência de metal por gotas grandes Dificuldade de soldagem em CA Penetração normal Boas propriedades mecânicas (tenacidade)

15 Tipos de revestimento Básico/Rutílico (CaCO3 e TiO2) Empregado para aços inoxidáveis Razão rutilo/carbonato de cálcio entre 1,7 e 3,0 Maiores razões: escória mais ácida (maior Si) Escória mais fluida - soldagem na posição plana Menores razões: escória mais básica Soldagem na vertical ascendente Redução da suscetibilidade a trinca de solidificação Podem ser do tipo baixo hidrogênio

16 Tipos de proteção Gás Escória Gás/Escória Variações Alma ligada Alma tubular Duplo revestimento Revestimento com pó de ferro

17 Tipos de materiais Aço ao C-Mn Aços baixa-liga Aço inoxidável Níquel e ligas Alumínio e ligas Cobre e ligas Ferro fundido Revestimentos

18 Especificações dos eletrodos - AWS Aço ao C-Mn A5.1 Aços baixa-liga A5.5 Aço inoxidável A5.4 Níquel e ligas A5.11 Alumínio e ligas A5.3 Cobre e ligas A5.6 Ferro fundido A5.15 Revestimentos A5.13/A5.21

19 Especificações dos eletrodos - AWS EXXXYZ-N E - Eletrodo a arco elétrico XXX limite de ruptura mínimo à tração em 1000 psi Y - Posição de soldagem 1 - todas as posições 2 - plana e horizontal 4 - vertical descendente Z - tipo de revestimento e de corrente N - Composição química para aços baixa-liga

20 Especificações dos eletrodos - AWS

21 Especificações dos eletrodos - AWS O que não está indicado no código Tensão de escoamento Alongamento Composição química Resistência ao impacto Radiografia Dobramento

22 Secagem dos Eletrodos Revestidos Eletrodos Básicos AWS o C / 1h (com póp de Fe) o C / 1h (sem póp de Fe) Alemanha o C / 1-2h (C-Mn) o C / 1-2h (baixa-liga) Nunca ultrapassar 400 o C!!!

23 Secagem dos Eletrodos Revestidos Eletrodos Rutílicos Quando necessário: 100 o C/ 1h Armazenamento dos Eletrodos Revestidos Em estufas somente eletrodos secos 100 o C para os eletrodos básicos Ta + 10 a 20 o C para os demais Umidade relativa máxima: 50 %

24 Secagem e armazenamento dos eletrodos Os eletrodos devem ser fornecidos pelos fabricantes obedecendo os teores máximos de umidade determinados pelas normas. Uma boa alternativa para os casos extremos seria a utilização de revestimentos básicos resistentes à umidade.

25 Defeitos mais comuns

26 Defeitos mais comuns

27 Defeitos mais comuns

28 Parâmetros operacionais Corrente de soldagem Polaridade Tipo de revestimento Velocidade de soldagem Diâmetro do eletrodo; Dentre outros.

29 Vantagens do processo Equipamento simples, barato e portátil Proteção eficiente a partir do revestimento Não requer proteção adicional (gás/fluxo) Pouco sensível à ação do vento Empregado em áreas de difícil acesso Aplicado aos principais metais e ligas Elevada versatilidade

30 Desvantagens do processo Intensidades de corrente limitadas Baixa taxa de deposição Requer cuidados no manuseio Requer cuidados no armazenamento Requer soldadores especializados Presença de escória

31 Desvantagens do processo Baixa eficiência de deposição

32 Desvantagens do processo Baixa taxa de deposição

33 Desvantagens do processo Baixo fator de operação: (tempo de arco aberto/tempo total de soldagem)

34 Seleção do eletrodos revestido Definição da classe de eletrodo O metal de base Composição química Propriedades mecânicas Tratamentos térmicos Processo de fabricação Dimensões Posicionamento Tipo de junta

35 Seleção do eletrodos revestido Definição da classe de eletrodo Corrente disponível Posição de soldagem Soldador Outros Condições ambientais Condições da superfície do metal Etc.

36 Seleção do eletrodos revestido Definição do eletrodo Considerar as características Tecnológicas Operacionais Econômicas Características tecnológicas Composição química Ensaios mecânicos destrutivos Ensaios mecânicos não destrutivos

37 Seleção do eletrodos revestido Características operacionais Abertura e manutenção do arco Transferência metálica Tipos de corrente Posições de soldagem Efeito canhão Destacabilidade da escória Geometria do cordão de solda Geração de gases e fumos

38 Seleção do eletrodos revestido Características econômicas Consumo do eletrodo Ce = 0,0223 d 2 (L i -L f ) / (ts. I) (Kg/hA) Produção de material de adição Pe = 3,6 (M f -M i ) / (ts. I) (Kg/hA) Rendimento de deposição convencional Rd = (Pe / Ce). 100 (%) Rendimento de deposição real Rr = [(M f -M i ) / (m i -m f )]. 100 (%)

39 Desenvolvimentos tecnológicos Reduzir o teor de hidrogênio difusível Alta resistência ao impacto em baixas temperaturas Reduzir a higroscopicidade de eletrodos básicos Melhorar a proteção do arco e do metal líquido Aumentar a produção de metal de adição Controlar a transferência metálica Aliar elevada resistência ao impacto com elevada resistência à tração Reduzir o tamanho dos equipamentos

40 Desenvolvimentos atuais Eletrodos básicos resistentes à umidade Eletrodos básicos com Mg metálico Eletrodos básicos com zeolitas Eletrodos rutílicos com elevada basicidade da escória Fontes eletrônicas para soldagem com eletrodos revestidos