3. PROCESSO DE SOLDAGEM COM ELETRODO REVESTIDO

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1 1 3. PROCESSO DE SOLDAGEM COM ELETRODO REVESTIDO O processo de soldagem com eletrodo revestido é um processo no qual a fusão do metal é produzida pelo aquecimento de um arco elétrico, mantido entre a ponta de um eletrodo revestido e a superfície do metal de base a ser soldada. O metal fundido do eletrodo é transferido através do arco até a poça de fusão do metal de base, formando assim o metal de solda depositado. Durante a soldagem, o arco e a poça metálica são protegidos da atmosfera circundante através da formação de uma cortina gasosa oriunda da queima do revestimento e a decomposição de seus constituintes. Outras vezes a proteção é feita por uma escória líquida, de densidade menor que a do metal base, protegendo a poça de fusão durante a solidificação. Após a soldagem, este líquido protetor se solidifica formando uma escória sólida, a qual deve ser removida. O processo consiste de uma fonte de energia de característica estática de corrente constante, de um alicate para a fixação dos eletrodos, de cabos de interligação, de materiais de segurança, de equipamento para limpeza da solda e do eletrodo revestido propriamente dito. Figura: Processo com eletrodo revestido. 3.1 VANTAGENS E LIMITAÇÕES Vantagens Equipamento simples, portátil e barato; Não necessita de fluxos ou gases externos; Pouco sensível à presença de correntes de ar (trabalho no campo); Processo mais versátil em termos de materiais soldáveis; Facilidade para atingir áreas de acesso restrito Limitações Produtividade relativamente baixa; Exige limpeza após cada passe. Em razão de ser um processo manual, depende muito da habilidade do soldador. Aplicação difícil para materiais reativos como titânio, zircônio, molibdênio e nióbio.

2 O ELETRODO REVESTIDO O eletrodo revestido consiste de uma vareta metálica, chamada alma, trefilada ou fundida, que conduz a corrente elétrica e fornece o metal de adição para o preenchimento da junta. Esta alma é recoberta por um revestimento formado pela mistura de diferentes materiais, o qual tem diversas funções na soldagem Funções do Revestimento Isolamento elétrico: O revestimento é um mau condutor de eletricidade. Assim isola a alma do eletrodo evitando aberturas de arco laterais. Função ionizante: os gases emanados do revestimento, quando de sua queima, são muito mais facilmente ionizáveis do que o ar e, por isso, propiciam uma abertura e manutenção mais fácil do arco. Proteção do metal fundido: o revestimento funde formando uma proteção, evitando o contato com o ar. O revestimento funde e depois solidifica sobre o cordão de solda, formando uma escória que protege o cordão de solda da atmosfera. Função metalúrgica: O revestimento pode contribuir com elementos de liga, de maneira a alterar as propriedades da solda. Após a solidificação da poça metálica, a escória solidificada acima do metal, trata termicamente a solda, evitando um resfriamento demasiado rápido das camadas superficiais.

3 Tipos de Revestimentos e suas Características Os tipos de revestimentos quanto a composição básica podem ser: Rutílicos, que tem como características: fácil acendimento e manutenção do arco, com poucos respingos; pela sua versatilidade são conhecidos como eletrodos universais; produz escória espessa, compacta, facilmente destacável e cordões de bom aspecto; pode-se soldar em todas as posições; obtém-se média ou pequena penetração conforme o tipo; pode-se utilizar qualquer tipo de corrente e polaridade. Celulósicos, que tem como características: alta proporção de celulose, produzindo proteção essencialmente gasosa; baixo volume de escória; em virtude dos gases formados não serem de fácil ionização, é difícil a soldagem; alta penetração; produz-se muito respingos e a solda resulta de mau aspecto; recomenda-se trabalhar com CC+ sendo que, em alguns tipos pode-se usar CA. Básicos, que tem como características: produz pouca escória e com aspecto vítreo; depósitos com muito boas características mecânicas e baixo hidrogênio com secagem e conservação apropriadas; fornece depósitos de bom aspecto superficial e escória mais difícil de destacar que os rutílicos; aplicados em soldagens de grande responsabilidade por possuir mínimo risco de trincas pelo hidrogênio; obtém-se média penetração; Recomendado para soldagens em CC+ e CA CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRODOS a. CLASSIFICAÇÃO AWS (American Welding Society) A classificação americana identifica eletrodos para aço agrupando-os em três categorias: para aços de baixo carbono, para aços de baixa liga e para aços de alta liga Aços de baixo carbono

4 4 Significação do último algarismo (B) da classificação AWS Dígito Revestimento Polaridade Penetração 0 Celulósico com: XX10- Silicato de sódio XX20,XX30 -Óxido de ferro CC+ Grande 1 Celulósico com silicato de sódio CC+, CA Grande 2 Rutilo com silicato de sódio CC-, CA Média 3 Rutilo com silicato de potássio CC-,CC+,CA Fraca 4 Rutilo com silicatos e pó de ferro CC-,CC+,CA Média 5 Calcáreo com silicato de sódio (baixo hidrogênio) 6 Rutilo, calcáreo e silicato de potássio (baixo hidrogênio) CC+ CC+, CA Média Média 7 Óxido de ferro, pó de ferro e silicato de sódio CC-, CA Média 8 Calcáreo, rutilo, silicatos e pó de ferro (baixo hidrogênio) CC+, CA Média Exemplos de eletrodos: AWS E7018 -Eletrodo Básico, soldagem em todas as posições; psi resist. mecânica AWS E6010 AWS E6013

5 5 3.4 CRITÉRIOS PARA SELEÇÃO DE ELETRODOS Algumas indicações menos precisas, porém mais práticas, que auxiliam na escolha de um tipo de eletrodo, são as seguintes: a. Eletrodos Básicos Para materiais com teor de carbono maior que 0,25%, ou que contenha mais que 0,05% de enxofre ou fósforo; Para peças espessas, indeformáveis, ou fixas em estruturas muito rígidas; Para peças fora de posição plana que serão submetidas a grandes esforços. b. Eletrodos Rutílicos Para aços de baixo carbono e sem liga; Soldagens fora da posição plana c. Eletrodos Celulósicos Para passes de raiz onde é essencial garantir uma boa penetração; Adequado para soldagem fora de posição em função da rápida solidificação do cordão resultante da escória fina.

6 6 3.5 VARIÁVEIS ELÉTRICAS E OPERACIONAIS a. Tensão de Soldagem A tensão de soldagem traduzida pela tensão do arco não é um parâmetro controlável independentemente dos outros parâmetros, em função da soldagem ser manual e o controle da distância entre eletrodo e peça não poder ser executado com precisão. Normalmente os valores de tensão variam de 18 a 36 V dependendo do tipo de eletrodo e irá depender da habilidade do operador. b. Corrente de Soldagem Para um dado tipo de eletrodo, o seu diâmetro define a faixa de corrente em que este pode ser usado. A seleção deste diâmetro para uma dada aplicação depende de fatores sensíveis à corrente de soldagem, como a espessura do material (Tabela ) e a posição de soldagem, e de fatores que controlam a facilidade de acesso do eletrodo ao fundo da junta, como o tipo desta e o chanfro. e (mm) 1, <12 d (mm) 1, A corrente de soldagem controla de forma predominante as características operatórias do processo, influenciando no aspecto do cordão e nas propriedades da junta soldada. A intensidade de corrente deve ser mantida dentro dos valores especificados pelo fabricante para um dado diâmetro do eletrodo de tal forma a não danificar o revestimento.

7 7 c. Velocidade de Soldagem (vs) A velocidade de soldagem influencia na penetração da solda, bem como na altura e largura do cordão, além do aporte de calor para a solda. Velocidades de soldagem crescentes tendem a diminuir a penetração, altura e largura do cordão. A energia de soldagem pode ser mantida reduzida, mesmo com a utilização de elevadas correntes, através do uso de altas velocidades de soldagem. H = V*I/vs Supondo V = cte; H cte se I e vs d. Polaridade A polaridade influencia no formato do cordão, especialmente na penetração, e estabilidade do arco. Sumário da influência dos parâmetros no formato do cordão Perfis de soldagem com eletrodos revestidos em várias condições: (a) Corrente, comprimento do arco e velocidade de soldagem normais; (b) Corrente muito baixa; (c) Corrente muito alta; (d) Comprimento do arco muito pequeno; (e) Comprimento do arco exagerado; (f) Velocidade baixa; (g) Velocidade alta.