1.OBJETIVO. Os principais objetivos da prática de soldagem com eletrodo revestido são:

Transcrição

1 1 Objetivo/Justificativa 2 Introdução 2.1 Soldagem por Arco Submerso Princípio de Funcionamento 2.2 Soldagem por Arame Tubular Princípio de Funcionamento 3 Descrição da Prática 3.1 Materiais Utilizados 3.2 Método 4 Resultados 5 Análise e Discussão de Resultados 6 Conclusão 7 Referencias Bibliográficas ÍNDICE

2 1.OBJETIVO Os principais objetivos da prática de soldagem com eletrodo revestido são: - Mostrar o funcionamento do processo de soldagem ao arco elétrico com eletrodo revestido, observando todo o processo desde a preparação do equipamento, bem como do material a ser soldado; - Reforçar as questões de segurança, principalmente por se tratar de um processo que exige muitos cuidados em função dos produtos gerados como gases tóxicos, radiação, além da tensão e corrente gerada pelo transformador. 2.1 Soldagem por Arco 2 INTRODUÇÃO O processo de soldagem por arco submerso é um processo no qual o calor que se obtém para soldagem, é fornecido por um arco desenvolvido entre um eletrodo de arame sólido ou tubular e a peça soldada. Nesse processo o arco fica protegido por uma camada de fluxo granular fundido, protegendo a poça de fusão, bem como o metal fundido, de qualquer tipo de contaminação atmosférica. O arco elétrico fica completamente coberto pelo fluxo, ou seja, não é visível o que implica em uma solda sem faíscas, luminosidade ou respingos. O fluxo granular além das funções de proteção e limpeza do arco, funciona como isolante térmico, garantindo uma boa concentração de calor aumentando a penetração do metal de solda Princípio de Funcionamento Em soldagem por arco submerso, a corrente elétrica flui através do arco e da poça de fusão, que consiste em metal de solda e fluxo fundido. O fluxo é distribuído por gravidade e fica separado do arco elétrico. Durante a soldagem, o calor produzido pelo arco elétrico funde parte do fluxo, o metal de adição e o metal base, formando a poça de fusão. A área

3 de soldagem fica sempre protegida pelo fluxo escorificante, parte fundida e uma cobertura de fluxo não fundido. O eletrodo permanece a uma pequena distância acima da poça de fusão. Com o deslocamento do eletrodo ao longo da junto, o fluxo fundido fica em suspensão e se separa do metal de solda líquido. Na forma de escória. O metal de solda que tem ponto de fusão mais elevado que da escória, se solidifica enquanto a escória permanece fundida. A escória também protege o metal de solda recém solidificado, uma vez que devido a sua alta temperatura, ele fica reativo com o Nitrogênio e Oxigênio, facilitando a formação de óxidos e nitretos, alterando as propriedades mecânicas das juntas soldadas. Após o resfriamento, retira-se o fluxo não fundido e a escória. Figura Esquema do processo de soldagem por arco submerso. Esse processo pode ser semi-automático utilizando de uma pistola sendo manipulado por um soldador, porém essa maneira não oferece uma maior produtividade ao processo. Esse processo pode ser automatizado utilizando cabeçotes de soldagem. O rendimento desse processo é muito bom, uma vez que não há perdas de material por respingos. Além disso, esse tipo de processo possibilita o uso de corrente elevadas (até 4000 A), o que aumenta a taxa de deposição do metal de solda. Essas características fazem com que o processo de soldagem por arco seja um processo econômico e rápido. Em média se gasta cerca de 1/3 do tempo necessário para fazer o mesmo trabalho com eletrodo revestido. As soldas realizadas por esse processo apresentam boa tenacidade e boa

4 resistência ao impacto, além de excelente uniformidade e acabamento dos cordões de solda. Porém há uma limitação quanto as posições de soldagem. Nesse processo, só é permitido a posição plana e horizontal. Ainda assim, na posição horizontal é utilizado um retentor de fluxo de soldagem. 2.2 Soldagem por Arame Tubular Foi na década de 30 que se deu o inicio da utilização de proteção gasosa nas operações de soldagem, para solucionar problemas da contaminação atmosférica nas soldas de materiais reativos. O uso de arame tubular atribuiu uma alta qualidade ao metal de solda depositado, excelente aparência ao cordão de solda, boas características de arco, além de minimizar o numero de respingos e possibilidade de solda em todas as posições. Atualmente a utilização de arames tubular tem tido grande interesse em conseqüência da sua versatilidade e possibilidade de aplicação na fabricação de plataformas de prospecção de petróleo, estaleiros navais, locais de difícil acesso e condições de trabalho, onde até então era absoluto o domínio do processo de soldagem por eletrodos revestidos, assim como vem aumentando sua utilização em estações de trabalho automatizadas e ou robotizadas Princípio de Funcionamento O processo de soldagem por arco arame tubular é definido como sendo um processo de soldagem por fusão, onde o calor necessário para a junção as partes é fornecido por um arco elétrico estabelecido entre a peça e um arame alimentado continuamente. É um processo parecido com o processo MIG/MAG, porém o arame tem um formato tubular que possui em seu interior um fluxo composto de materiais inorgânicos e metálicos, que tem como função melhorar o arco elétrico, auxiliar a transferência do metal de solda, proteger o banho de fusão, e atuar como formador de escória. Existem dois tipos de arame tubular: Arame Tubular com Proteção Gasosa e Arame Tubular Autoprotegido.

5 Arame Tubular com Proteção Gasosa: Na soldagem por arame tubular com proteção gasosa a queima e vaporização do revestimento proporcionam a estabilização do arco elétrico e uma melhoria das características do metal depositado. Como há pouco revestimento, a sua queima não permite obter um volume necessário de gases para proteção, sendo necessária a utilização de um gás adicional, sendo eles (Argônio, Hélio, Dióxido de Carbono). Arame Tubular Autoprotegido: O arame tubular autoprotegido possui em seu interior uma quantidade maior de fluxo, o que proporciona uma grande queima de gases, suficientes para atuar na fusão quanto na proteção da poça de solda. figura Esquema de solda por arame tubular. (1) Direção de trabalho, (2) Tubo de contato, (3) Arame Tubular, (4) Gás de proteção, (5) Poça de fusão, (6) Solda solidificada, (7) Metal Base. Figura Esquema da ponta da tocha (1) Tocha MIG/MAG, (2) Anel de proteção, (3) Gás de proteção, (4) Bico de contato, (5) Arame Tubular.

6 3. DESCRIÇÃO DA PRÁTICA 3.1 Materiais Utilizados - Fonte de Energia (Transformador); - Porta Eletrodo; - Eletrodo Revestido; - Cabos (Elétricos) de Soldagem; - Chapa de aço carbono com chanfro em V; - Equipamentos de Segurança (máscaras, luvas e jaleco de couro). Figura Chapa de aço carbono com chanfro em V. 3.2 Método O processo de soldagem com eletrodo revestido iniciou-se com uma breve apresentação sobre o equipamento, como a fonte de energia a ser utilizada. Foi verificado que para a formação do arco elétrico, pode-se utilizar tanto corrente alternada, quanto corrente contínua. No caso do processo utilizando eletrodo revestido, foi utilizado um transformador de corrente alternada. Foi explicada a questão de polaridade entre o eletrodo e a peça a ser soldada, onde foi observado que no local em que a polaridade é positiva a um maior aquecimento, melhorando assim a fusão entre o material do eletrodo e peça a ser soldada. No caso do transformador, isso não é possível, o que pode dificultar um pouco durante o processo. Essa questão da polaridade é muito utilizada durante a realização do cordão de raiz e do

7 enchimento. Geralmente, para se realizar o cordão de raiz, a polaridade negativa fica para o eletrodo, fundindo o metal base, fazendo com que aumente a fusão de solda. Já para realizar o enchimento da solda, a polaridade negativa fica com o metal base, assim o metal do eletrodo fundi mais rápido. Depois da apresentação das questões de fonte de energia e polaridade, foi apresentado os tipos de eletrodo para determinados materiais (aço, aço inox, ferro fundido, alumínio, entre outros) a serem soldados, bem como a nomenclatura (números) que cada tipo recebe. Através da numeração têmse informações sobre as propriedades mecânicas do eletrodo (tração e compressão) que essa solda pode sofrer; as posições de soldagem (vertical, horizontal, sobre a cabeça, entre outras), bem como a natureza da corrente que deverá ser aplicada ao eletrodo. Figura Tipos de Eletrodos Revestidos. Estabelecendo o material da peça a ser soldada e o eletrodo mais apropriado, as chapas foram fixadas através de morças, podendo assim, realizar o procedimento de ponteamento, que nada mais é que a realização de dois pontos de soldas, evitando qualquer tipo de desalinhamento ou empenamento das chapas. Com as chapas já bem fixadas, foi iniciado o cordão de raiz, que é o principal cordão do processo de solda. O espaçamento entre as chapas é diretamente ligado ao diâmetro do eletrodo utilizado. Como todo cordão de solda realizado, há um certo movimento a ser feito, com as mãos, durante o processo de soldagem. Geralmente o movimento realizado é um tipo de zigue-zague, garantindo a fusão completa da solda. Muitas vezes, após a realização do cordão de raiz, a chapa é virada e realizado mais um cordão de raiz, agora fora do chanfro, também para garantir uma boa fusão de solda. Com o cordão de raiz já pronto, foi tirado qualquer tipo de impurezas

8 (escórias), podendo assim ser feito o enchimento da solda. O procedimento para a realização do enchimento é o mesmo do que o de cordão de raiz. É feito um movimento de zigue-zague e lentamente caminhando ao longo do chanfro. Quando o chanfro é muito largo, é recomendado a realização de vários cordões menores. 4. RESULTADOS Após a realização de todos os procedimentos de soldagem, foi obtido uma junção entre as chapas por um cordões de solda feito através de um eletrodo Fo tipo E6013, eletrodo esse específico para soldas em peças de aço carbono. Além da junção obtida, a cada cordão de solda realizado, após o resfriamento, observou-se a formação de uma casca, denominada escória. Essa escória tinha que ser limpa logo após cada cordão feito, evitando assim os defeitos de solda. Os componentes do grupo, para se familiarizar com o processo, tentaram fazer o enchimento de uma solda, obtendo como resultado uma solda cheia de falhas, respingos, cheia de escória e com pouca ou quase nenhuma fusão. 5. ANÁLISE E DISCUSSÃO DE RESULTADOS O revestimento do eletrodo é de extrema importância no processo de soldagem, pois esse revestimento obrigatoriamente tem que possuir características do metal base, além disso, após a fusão do eletrodo o revestimento se transforma em escória. Essa escória, além de auxiliar no resfriamento da solda, ela garante uma proteção contra contaminação de impurezas (Oxigênio, Hidrogênio), bem como a formação de microporos durante o instante de fusão do eletrodo. Outra análise importante com relação ao revestimento do eletrodo, é que ele também tem a função de adicionar elementos de liga ao ponto de solda, tornado a parte da peça mais resistente a esforços. Outro aspecto importante a se comentar, é em relação aos movimentos de soldagem. Se esses movimentos forem realizados de forma errônea, pode comprometer a peça soldada. É preciso ir ajustando a altura do eletrodo em relação à chapa, se não, a solda ficará ruim, cheia de respingo e não atingirá uma boa fusão. Além disso, se fizer um cordão sem a movimentação de zigue-zague, apenas correndo o eletrodo ao longo do

9 chanfro, também interferirá em uma péssima fusão. 6. CONCLUSÃO O processo de soldagem com eletrodo revestido é amplamente utilizado na indústria e em processos metalúrgicos em geral, pois consiste em uma tarefa simples e rápida. Utiliza-se de elementos consumíveis de baixo custo e é eficiente em grande parte dos processos de fabricação e manutenção. Alguns cuidados devem ser tomados durante o processo de soldagem. É possível citar: preparação das peças a serem soldadas; escolha do eletrodo correto, de acordo com o material a ser soldado; utilização de correntes elétricas e polaridades adequadas (quando utilizado fonte de corrente contínua); fixação das chapas a serem soldadas; velocidade de soldagem; distância de soldagem; remoção da camada de escória; acabamento da solda, entre alguns outros. No que se refere à segurança do operador, são desejáveis roupas de couro que cubram os braços, pescoço, tórax e cintura; luvas de couro, uma vez que esse processo gera muito calor e radiação; máscara de solda adequada; sapatos de segurança para proteção contra respingos, entre outros. Foi verificado que o processo de soldagem não é tão simples como pensamos que fosse, é necessário muita prática, coordenação e muita atenção.

10 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Disponível em: Processos atuais de Soldagem a Arco Voltaico Disponível em: Processo de Soldagem por Arame Tubular, Engº Roberto Joaquim Disponível em: Soldagem