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Seu parceiro emSoldagem e Corte

ARCOSUBMERSO


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NDICE

DESCRIO GERAL DA SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO ..........................2

SELEO DO ARAME E DO FLUXO ........................................................... 11

PROJETO E PREPARAO DA JUNTA........................................................31

SOLDAGEM ...........................................................................................68

PROCEDIMENTOS E DICAS OPERACIONAIS.............................................104

Elaborado, traduzido (parte) e adaptado porCleber Fortes Engenheiro Metalrgico, M.Sc.

ssistncia Tcnica Consumveis ESAB BR

Revisado porWelerson Arajo Engenheiro Metalurgista, M.Sc.

Desenvolvimento e Pesquisa ESAB BR

ltima reviso em 24 de maio de 2004


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Introduo

Essa apostila de soldagem por arco submerso foi preparada para

profissionais atuantes na rea de soldagem, tanto na rea tcnicaquanto na comercial. Ele no fornece instrues especficas de ope-rao de equipamentos, mas apenas uma explicao sucinta da teo-ria bsica. Seu principal objetivo apresentar procedimentos, tabelas

e outras informaes operacionais teis no planejamento e na execu-o de aplicaes bsicas de soldagem de unio ou de revestimentopor arco submerso.

Para outras informaes que no estejam contempladas nessaapostila, consulte a assistncia tcnica, seu representante ESAB ou a

filial ESAB mais prxima.

Manuais de instrues operacionais para os equipamentos ESAB

esto disponveis mediante solicitao nas filiais ESAB. Todos elescontm informaes de segurana que devem ser lidas e observadaspor todos os operadores de equipamentos.


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Captulo 1

Descrio geral da soldagempor arco submerso

Definio

Soldagem por arco submerso um mtodo no qual o calor re-querido para fundir o metal gerado por um arco formado pela cor-rente eltrica passando entre o arame de soldagem e a pea detrabalho. A ponta do arame de soldagem, o arco eltrico e a pea de

trabalho so cobertos por uma camada de um material mineral

granulado conhecido por fluxo para soldagem por arco submerso.No h arco visvel nem fascas, respingos ou fumos.

Escopo geral

Corrente de soldagem correntes at 2.000 A, CA ou CC, com um

nico arame.

Espessuras soldagem monopasse at 16 mm de espessura e sol-dagem multipasse sem limite de espessura.

Velocidade de soldagem at 400 cm/min com um nico arame.

Maiores velocidades podem ser alcanadas com vrios arames na

mesma poa de fuso.


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Posio a alta corrente de soldagem aliada ao alto aporte trmico

cria uma grande poa de fuso. Sob tais condies, as soldas devem

ser mantidas na horizontal para evitar escorrer. Soldas com pequenas

poas de fuso podem ser inclinadas por at 15 da horizontal semgrande dificuldade. Se o tamanho dos passes for limitado, soldas ho-

rizontais podem ser executadas em superfcies verticais, desde queseja providenciado um suporte adequado para o fluxo.

Vantagens do processo

elevada velocidade de soldagem;

maiores taxas de deposio;

boa integridade do metal de solda;

processo de fcil uso;

melhor ambiente de trabalho e maior segurana para o operador.

Limitaes do processo

O processo de soldagem por arco submerso limitado s posi-es de soldagem plana e horizontal em ngulo.


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Elementos da soldagem por arcosubmerso

Cinco elementos esto presentes na execuo de uma solda por

arco submerso:

calor gerado pela passagem de uma corrente eltrica atravs deum arco;

arame para soldagem consumvel;

as peas a serem soldadas;

fluxo para arco submerso - um composto mineral granulado para

soldagem;

o movimento relativo entre o cabeote de soldagem e as peasde trabalho.

Seqncia geral de atividades

Reduzindo a soldagem por arco submerso aos seus termos maissimples, considerando o equipamento j montado e em uso, a se-

qncia geral de atividades para fazer uma solda por arco submerso

a seguinte:

Ajuste do equipamento de soldagem

Para os detalhes descritos a seguir, veja a Figura 1.

O cabeote de soldagem deve ser montado em conformidade

com as instrues fornecidas.


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O cabeote, o painel de controle e o carretel so montados em

um dispositivo mvel.

O caminho a ser percorrido pelo equipamento deve estar livre e

disponvel.

A fonte de soldagem conectada rede eltrica. So conecta-das, atravs de cabos eltricos, a fonte de soldagem ao cabeotee pea de trabalho.

Figura 1 - Equipamento de soldagem

Preparao das peas de trabalho


Determina-se o tipo de junta mais adequado para a solda a serexecutada. Preparam-se e limpam-se as regies a serem solda-

das. Se aplicvel, coloca-se o cobre-juntas.

As peas a serem soldadas so colocadas em posio para sol-dagem. Normalmente elas so ponteadas ou presas por disposi-tivos auxiliares para mant-las na posio desejada.


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Figura 2 - Preparao das peas de trabalho

Preparao para a soldagem


Cada elemento da soldagem por arco submerso tem um efeito

sobre a solda concluda. Os valores para a tenso e corrente desoldagem, a composio e o dimetro do arame de soldagem pa-ra o tipo de junta escolhida e o material a ser soldado so deter-minados das tabelas aplicveis. responsabilidade do operador

ajustar e verificar as condies adequadas de soldagem e ajustar

o equipamento para manter as condies pr-ajustadas e produ-zir a solda.

A bobina de arame de soldagem instalada no carretel. A extre-midade da bobina inserida nas roldanas do dispositivo de ali-

mentao de arame e alimentada at alcanar as peas de traba-

lho. O cabeote de soldagem ento posicionado de forma queo arame fique pronto para iniciar a solda.

O fluxo requerido colocado no silo do cabeote de soldagem.

Uma quantidade do fluxo depositada at cobrir a regio de sol-dagem no ponto inicial da solda.

Os controles so ajustados para estabelecer as condies ade-quadas de soldagem: corrente, tenso e velocidade de solda-

gem.


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Figura 3 - Preparao para a soldagem

A atividade de soldagem

Quando o equipamento de soldagem ajustado para operao,vrios fatos ocorrem em uma rpida seqncia:

um arco eltrico estabelecido quando a corrente flui entre o a-

rame e a pea; o dispositivo de alimentao do arame comea a empurrar o a-

rame a uma velocidade de alimentao controlada;

o carro inicia seu deslocamento ao longo do cordo de solda

(manual ou automaticamente);

o fluxo para soldagem por arco submerso alimentado atravsdo tubo do silo e distribui-se continuamente sobre o cordo de

solda por uma pequena distncia frente da regio de soldagem.


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O enorme calor desenvolvido pela passagem da corrente de sol-

dagem atravs da zona de soldagem funde a extremidade do arame e

as bordas adjacentes das peas de trabalho, criando uma poa de

metal fundido. Esta poa est em um estado lquido bem fluido e turbulenta. Por essas razes, qualquer escria ou quaisquer bolhasde gs so prontamente varridas para a superfcie. O fluxo para sol-

dagem por arco submerso protege completamente a regio de solda-

gem do contato com a atmosfera. Uma pequena quantidade de fluxose funde. Essa poro fundida tem vrias funes: ela cobre comple-

tamente a superfcie da solda, evitando a contaminao do metal de

solda por gases atmosfricos; dissolve e portanto elimina as impure-zas que se separam do metal fundido e flutuam em sua superfcie; etambm pode ser o agente de adio de certos elementos de liga. A

combinao de todos esses fatores resulta em uma solda ntegra,limpa e homognea.

Figura 4 - O processo de soldagem por arco submerso

medida que o cordo de solda constitudo, a parte fundida do

fluxo se resfria e endurece, formando um material duro e vtreo, queprotege a solda at seu resfriamento, sendo normal seu completo

destacamento da solda.


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Desde que adequadamente executadas, as soldas por arco sub-

merso no apresentam fagulhas, tornando desnecessrios equipa-

mentos de proteo contra a radiao. No h respingos a serem re-

movidos.

Princpios bsicos - teoria de controlede alimentao do arame de soldagem

As altas velocidades de soldagem e altas taxas de deposio queso caractersticas do processo de soldagem por arco submerso re-querem um controle automtico do motor que alimenta o arame desoldagem solda. Nenhuma mo de soldador seria capaz de alimen-

tar suavemente o arame de soldagem a velocidades comparveis s

de uma mquina de soldagem por arco submerso. Tampouco ele po-

deria manter o controle preciso das mesmas condies de soldagem.O sistema de controle automtico e a fonte de energia emprega-

dos na soldagem por arco submerso atuam para manter constantes a

tenso e a corrente de soldagem.

Relao entre a tenso de soldagem e a distnciaentre o arame e a pea de trabalho

A tenso de soldagem proporcional ao comprimento do arco:

se a distncia entre o arame e a pea aumentar, a tenso de sol-dagem aumentar;

se a distncia entre o arame e a pea diminuir, a tenso de sol-dagem diminuir;


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se a distncia entre o arame e a pea se mantiver constante, a

tenso de soldagem permanecer constante;

Taxa de fuso versus taxa de alimentao do arame

Fonte de corrente constante

se, por um curto perodo de tempo, a corrente fluindo atravs daregio de soldagem fundir o arame a uma taxa maior que a de

sua alimentao, a distncia entre o arame e a pea aumentar e

a tenso de soldagem aumentar; inversamente, se, por um curto perodo de tempo, o arame for

alimentado mais rapidamente que sua taxa de fuso, a distncia

entre o arame e a pea diminuir e a tenso de soldagem diminu-

ir;

uma tenso de soldagem constante pode ser mantida se for em-

pregada uma unidade de controle que automaticamente varie a

taxa de alimentao do arame medida que a tenso de solda-gem se altere.

Fonte de tenso constante

com uma fonte de tenso constante, a tenso do arco mantidapela fonte. A corrente do arco controlada pela velocidade de a-limentao do arame, de modo que um aumento nesse parme-tro produzir um aumento da corrente;

portanto, o sistema de alimentao do arame simplificado paraum dispositivo de velocidade constante e o controle do arco re-alizado pela fonte de energia.


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Captulo 2

Seleo do arame e do fluxo

O processo de soldagem por arcosubmerso

Dois materiais devem ser escolhidos para a soldagem por arco

submerso: o arame de soldagem e o fluxo, os quais devem satisfazerem termos de qualidade e de economia aos requisitos das soldas a

serem executadas (veja a Figura 5).

Figura 5 - Seleo do arame e do fluxo


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Dois fatores influenciam a escolha do fluxo:

caractersticas de desempenho;

propriedades mecnicas.

Para muitas soldas, as caractersticas de desempenho ditam que

fluxos podem ser empregados. As caractersticas de desempenho in-cluem facilidade de remoo da escria, capacidade de remoo de

xidos e carepa, capacidade de conduo de corrente eltrica, possi-bilidade de uso de vrios arames e possibilidade de aplicao de cor-

rente alternada.

As propriedades mecnicas so de importncia primria paramuitas aplicaes crticas tais como vasos de presso e servios a

baixas temperaturas. Para essas soldas, deve haver um compromissodas caractersticas de desempenho para satisfazer s propriedades

mecnicas requeridas.

O principal fator que governa a escolha do arame de soldagem

sua influncia na composio qumica e propriedades mecnicas da

solda.

As propriedades mecnicas e qumicas de uma solda por arco

submerso so determinadas principalmente por quatro fatores:

a composio do metal de base;

a composio do arame empregado;

o fluxo empregado

as condies de soldagem.

A composio do metal de base o fator mais importante emquatro a cinco passes, j que a razo entre o metal de base fundido e

o metal de adio pode ser to alta como 2:1 (veja a Figura 6). Na

maioria dos outros processos de soldagem por fuso, os procedimen-tos de soldagem multipasse devem ser empregados, minimizando ainfluncia da composio qumica do metal de base.

Fluxos para soldagem por arco submersoso escolhidos para

muitos trabalhos por suas caractersticas de desempenho, isto , faci-


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lidade de remoo da escria, capacidade de remoo de xidos e

carepa, capacidade de conduo de corrente eltrica, possibilidade

de uso de vrios arames e bons resultados no emprego de corrente

alternada. Para algumas aplicaes crticas e para a maioria das sol-das multipasse em peas com espessuras acima de 25 mm, as pro-priedades mecnicas so prioritrias, obrigando ao uso de uma clas-

se determinada de fluxos.

Figura 6 - Composio do metal de solda

Arames para soldagem por arco submersoso escolhidos por

sua influncia nas propriedades mecnicas e/ou na composio qu-

mica requerida para o metal de solda.

Fluxos para soldagem por arcosubmerso

Os fluxos para soldagem por arco submerso so compostos mi-

nerais granulares e fusveis que cobrem o arco e produzem proteo,limpeza e controle da geometria do cordo de solda. Eles influenciam

fortemente a usabilidade e as propriedades mecnicas do metal de

solda. Muitos fluxos diferentes esto disponveis, cada um oferecendosuas caractersticas peculiares de desempenho, permitindo otimiza-

es de processo para os diferentes requisitos de aplicao.


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Fluxos aglomerados

Os fluxos aglomerados so fabricados atravs da mistura seca

de seus ingredientes, que so aglomerados com uma soluo aquosade silicato de sdio e/ou de potssio (veja a Figura 7). A massa resul-

tante pelotizada, seca e reduzida mecanicamente a partculas queso peneiradas e classificadas para obter:

melhor desempenho na remoo de xidos e carepa;

menor consumo de fluxo 30 - 40% menor que fluxos fundidos;

baixo custo de fabricao; bom desempenho sobre uma gama de aplicaes com uma ni-

ca distribuio granulomtrica;

podem ser ligados;

soldas livres de porosidade mesmo com xidos e carepa.

Figura 7 - Aspecto dos gros de fluxos aglomerados


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Figura 8 - Fbrica de fluxos aglomerados

Figura 9 - Fluxograma de fabricao de fluxos aglomerados

Como as partculas dos fluxos aglomerados no so quimica-

mente homogneas, a remoo de finos pode alterar a composio

qumica do metal depositado e conseqentemente suas propriedadesmecnicas.


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Fluxos fundidos

Os fluxos fundidos so fabricados atravs da mistura seca de

seus ingredientes, que so ento fundidos em um forno eltrico (vejaa Figura 10). O banho vazado e sofre um choque trmico, que re-

duz o fluxo a partculas de tamanhos variados (veja a Figura 11), queso peneiradas e classificadas para obter (veja a Figura 12):

composio qumica apropriada (requerida);

material (produto) homogneo;

custo de fabricao elevado; no higroscpico (no contm gua quimicamente ligada);

soldas mais consistentes com menor risco de trincas por hidro-

gnio;

maior estabilidade do arco, mesmo em correntes elevadas;

maiores velocidades de soldagem e possibilidade de reciclagem.

Figura 10 - Forno eltrico para a fabricao de fluxos fundidos


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Figura 11 - Forno eltrico e mesa resfriadora empregados na fabricao defluxos fundidos

Figura 12 - Aspecto dos gros de fluxos fundidos


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Fluxos neutros x fluxos ativos

As expresses neutroe ativoso freqentemente utilizadas pa-

ra descrever o comportamento do fluxo e geralmente referem-se aoteor de mangans e/ou de silcio que ser transferido do fluxo para o

metal de solda (veja a Figura 13). Esses so termos relativos que de-pendem da composio do fluxo, da composio qumica do arame e

da razo entre a escria e o arame fundido.

Figura 13 - Fluxo ativo x fluxo neutro

Fluxos neutros so definidos pelo ASME/AWS como "aqueles

que no produzem alteraes significativas na composio qumica

do metal depositado como resultado de grandes mudanas na tenso

do arco e, portanto, no comprimento do arco". Conseqentemente, aresistncia mecnica do depsito de solda no significativamente

alterada pela quantidade fundida de fluxo, que varia com a tenso desoldagem. O uso principal dos fluxos neutros em soldas multipasse


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de peas com espessuras acima de 25 mm. Esses fluxos apresentam

maior sensibilidade porosidade e s trincas.

Fluxos ativosso definidos pelo ASME/AWS como "aqueles que

contm pequenas quantidades de mangans, silcio ou ambos, queso desoxidantes adicionados ao fluxo para melhorar a resistncia porosidade e a trincas causadas pelos contaminantes no metal de

base ou dele provenientes". Normalmente, o uso desses fluxos fica

restrito a peas com espessuras menores que 25 mm, sendo aplic-vel a soldas monopasse ou com poucos passes. Maiores tenses de

soldagem causam aumento significativo do consumo de fluxo, aumen-

tando os teores de mangans e/ou de silcio no depsito de solda e,conseqentemente, aumentando tambm sua resistncia mecnica e

dureza e diminuindo sua tenacidade.

Fluxos ligados

Fluxos ligadospodem ser definidos como aqueles que contm,

alm de mangans e silcio, elementos de liga tais como:

cromo

nquel

molibdnio

cobre

As principais aplicaes dos fluxos ligados so aos de baixa liga

e revestimento duro.


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Classificao quanto neutralidade

Os fluxos aglomerados fabricados pela ESAB so classificados

quanto neutralidade conforme a Tabela I:

FLUXO NEUTRALIDADE

OK 10.35H

OK 10.35

OK 10.60

OK 10.81W

OK 10.92B

LIGADO

OK 10.61B

OK 10.62B

OK 10.70B

OK 10.71

OK 429

NEUTRO

OK 10.81

OK 10.81B

OK 10.82B

OK 350

ATIVO

Tabela I - Classificao de fluxos OK quanto neutralidade


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ATENO:

Todas as recomendaes de seleo de consumveis so baseadas emuma avaliao de propriedades mecnicas, parmetros tpicos de pro-cedimento e na experincia. responsabilidade do usurio determinar aadequao dos consumveis sua aplicao, considerando os procedi-mentos particulares a serem aplicados e os requisitos do trabalho espe-cfico.

Classificao quanto basicidade

ndice de basicidade (IB)

Os fluxos tambm so classificados pelo IIW (InternationalInstitute of Welding) quanto composio qumica pelo ndice de ba-

sicidade, calculado pela Equao [1]

[1])2ZrO2TiO3O2(Al2

12SiO

FeO)(MnO21O2NaO2KO2LiSiOBaOMgO2CaFCaOIB

+++

+++++++++=

fluxos cidos: IB < 1,0 fluxos semi-bsicos: 1,0 IB < 1,5

fluxos bsicos: IB 1,5

Arames de soldagem

Uma vez que o fluxo foi escolhido por suas caractersticas de de-

sempenho, pode ser selecionado um arame de soldagem para obten-

o das propriedades mecnicas requeridas para a solda.

Para algumas aplicaes crticas as propriedades mecnicas go-vernam a escolha do par arame-fluxo. A seleo da combinao cor-


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reta pode determinar apenas um arame e um fluxo que atendam a to-

das as necessidades.

A Tabela II mostra a composio qumica tpica e as especifica-

es aplicveis dos arames ESAB.

Arame AWS C Si Mn Cr Ni Mo Cu V Nb N

OK Autrod

12.10 EL12 0,10 0,04 0,44 0,16

12.20 EM12K 0,11 0,26 0,95 0,34

OK Tubrodur35 - 0,10 0,80 2,00 2,50 0,20 0,60

40 - 0,12 0,40 2,90 3,00 0,80

410 NiMo - 0,06 0,40 1,00 13,00 4,50 1,00

410 M - 0,12 0,45 1,25 12,00 2,30 1,25 0,25 0,22

412 N - 0,05 0,50 1,30 12,00 4,50 1,00 0,08 0,08 0,065

420 - 0,23 0,50 1,25 12,50 0,20

OK TubrodB2 - 0,13 0,40 1,00 1,40 0,50

B2 M - 0,08 0,50 1,10 1,10 1,20 0,50 0,20

WS ECW 0,06 0,40 1,00 0,55 0,65 0,70

M2 ECM2 0,075 0,45 1,40 0,35 1,90 0,55

316 L - 0,03 0,50 0,90 18,50 11,50 2,70

430 S - 0,05 0,50 1,20 16,50

Nota: arames tubulares - composio qumica do metal depositado com a a-plicao do fluxo OK 10.61B.

Tabela II - Composio qumica de arames OK


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Escolha de combinaes arame-fluxo

Arames para soldagem por arco submerso so escolhidos primei-

ramente por sua influncia nas propriedades mecnicas e/ou na com-posio qumica requerida para o metal depositado. Carbono e man-gans so os elementos de liga mais comuns, com adies de Si, Mo,Ni, Cr, Cu e outros elementos adicionados para aumentar a resistn-

cia mecnica e controlar as propriedades mecnicas a altas ou baixastemperaturas. Adies de mangans e silcio tambm auxiliam na e-

liminao da porosidade gerada pelo gs CO.

Os fluxos para soldagem por arco submerso so escolhidos parasatisfazer aos requisitos de propriedades mecnicas em conjunto com

um arame particular e tambm para atender s necessidades de de-sempenho de cada aplicao.

Classificaes AWS / ASME

As classificaes da AWS (American Welding Society) para com-

binaes arame-fluxo auxiliam na escolha dos consumveis adequa-

dos para cada aplicao.

A AWS classifica arames de ao carbono e de baixa liga parasoldagem por arco submerso pelas normas AWS A5.17 (ou

ASME SFA5.17) e AWS A5.23 (ou ASME SFA5.23) pela faixa decomposio qumica. Como as propriedades do metal de solda depo-

sitado pelo processo de arco submerso so afetadas pelo tipo de flu-xo empregado, necessrio aplicar uma classificao separada para

cada combinao arame-fluxo. Um arame pode ser classificado com

vrios fluxos.


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A seguir so mostrados os dois sistemas de classificao de

combinaes arame-fluxo da norma AWS:


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Efeito da diluio da solda e dosparmetros de soldagem

Para atender aos requisitos de uma norma de fabricao, as pro-

priedades mecnicas mnimas dos consumveis so usualmente bemdefinidas. No entanto, quando exigida uma conformidade com umanorma especfica como, por exemplo a AWS D1.1 Structural Code, as

listas de conformidade dos produtos ESAB devem ser estudadas.

Quando sua aplicao diferir das condies do corpo de provaem itens como aporte trmico, diluio (veja a Figura 14), espessurada pea ou tratamento trmico, seus efeitos nas propriedades mec-

nicas podem ser estimados. Como uma regra geral, quando o aporte

trmico ultrapassa o valor de 2,3 kJ/mm empregado nos testes con-forme a norma AWS, a tenacidade e a resistncia da solda ficaromenores que os valores publicados nos catlogos. Quando so em-

pregadas altas correntes, o aumento da diluio do metal de base emmais de 20% tambm diminuir a tenacidade da solda relativamenteaos dados de catlogo.

Figura 14 - Diluio


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O comprimento do cordo e a taxa de resfriamento, medidos a-

travs do aporte trmico definido pela Equao [2],

[2] 1000(mm/min)SoldagemdeVelocidade60CorrenteArcodoTenso(kJ/mm)TrmicoAporte

=

tm um efeito maior nas propriedades mecnicas. Em aplicaes cr-

ticas, portanto, normalmente necessrio avaliar o desempenho do

material, empregando a condio de soldagem em servio ou atravsde um teste de um procedimento de soldagem previamente executa-

do.

Escolhendo arames e fluxos para usosespecficos

Quando se escolhe uma combinao arame-fluxo para uma de-terminada aplicao, as caractersticas de desempenho desejadasdevem ser atendidas:

facilidade de remoo da escria;

capacidade de soldar sobre xidos e carepa;

possibilidade de soldar a altas velocidades;

desempenho com vrios arames; preo e consumo de fluxo com as propriedades mecnicas ne-

cessrias.

Em muitos casos, deve existir um compromisso a combinao

arame-fluxo que atender s propriedades mecnicas requeridas com

o melhor desempenho possvel na soldagem. Essa a razo pelaqual a combinao de catorze fluxos e catorze arames da ESAB pode

tornar esse compromisso o mais aceitvel!


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A combinao do desempenho com a maioria das propriedades

mecnicas abrangendo a maior parte das indstrias, tais como caldei-

raria, naval, e automotiva, pode ser simplificada. O exemplo seguinte

ilustra o que pode ser feito com a pr-seleo de combinaes simpli-ficadas de arame-fluxo.

Seleo simplificada de arame-fluxo

3 fluxos + 1 arame

Figura 15 - Consumveis OK para a soldagem por arco submerso


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Combinao de arame-fluxo pr-escolhida para amaioria das aplicaes

Com catorze fluxos e catorze arames de diferentes tipos, a esco-lha de produtos para uma nova aplicao pode ficar confusa. No en-

tanto, a seleo pode ainda ser simples para a maioria das aplicaesde soldagem de alta qualidade de aos carbono.

OK Flux 429 + OK Autrod 12.20 ou

OK Flux 10.71 + OK Autrod 12.20 ou

OK Flux 10.70B + OK Autrod 12.20 (com t

o

t

o

)

Figura 16 - Combinaes de arames OK com fluxos OK neutrosOK Flux 10.81B + OK Autrod 12.20 ouOK Flux 10.81 + OK Autrod 12.20

Figura 17 - Combinaes de arames OK com fluxos OK ativos


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OK Flux 350 + OK Autrod 12.20 ouOK Flux 10.82B + OK Autrod 12.20

Figura 18 - Combinaes de arames OK com fluxos OK ativos de caracters-ticas de desempenho especiais


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Captulo 3

Projeto e preparao da junta

O projeto e a preparao da junta so dois dos fatores mais im-portantes na execuo de uma solda por arco submerso. Para usufru-ir totalmente das vantagens da soldagem por arco submerso, a junta

deve ser adequadamente projetada e preparada e deve estar razoa-velmente uniforme ao longo dos cordes de solda. Caso contrrio, ooperador de solda ter que fazer tentativas para compensar as irregu-laridades.O tempo despendido na preparao adequada da junta mais que compensado pelas maiores velocidades de soldagem e sol-

das de melhor qualidade.

Definio de termos

Penetrao da junta a profundidade de fuso medida da superfcie

original do metal de base (veja a Figura 19). algumas vezes ex-

pressa como um percentual da espessura da junta.

Figura 19 - Penetrao da junta


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Reforo da solda o metal de solda excedendo a quantidade ne-

cessria para o preenchimento da junta soldada (veja a Figura 20).

Figura 20 - Reforo da junta

Linha de fuso a juno do metal de solda com o metal de base

(veja a Figura 21).

Figura 21 - Linha de fuso

Zona termicamente afetada uma parte do metal de base adjacente

solda que no foi fundido, porm teve sua microestrutura ou suas

propriedades mecnicas alteradas devido ao calor (veja a Figura 22).

Figura 22 - Zona termicamente afetada


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FLUXOS OK

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Suporte para o metal de solda fundido

Necessidade de suporte para o metal de solda fundido

A soldagem por arco submerso forma um grande volume de me-tal fundido que permanece fluido por um perodo de tempo consider-vel. essencial que esse metal fundido seja suportado e contido atsua completa solidificao.

Uso de cobre-juntas para assegurar o suporte aometal fundido

Existem cinco modos comumente empregados para suportar o

metal de solda fundido:

cobre-juntas no consumvel; cama de fluxo;

junta sem abertura de raiz;

passe de selagem;

cobre-juntas metlico consumvel.

Os dois primeiros empregam cobre-juntas temporrios que soremovidos aps o trmino da soldagem. Nos outros trs, o cobre-

juntas torna-se parte integrante da junta soldada.

Cobre-juntas no consumvel

O cobre-juntas de cobre freqentemente utilizado como cobre-juntas no consumvel na soldagem dos aos. empregado quando

o metal de base no tem massa suficiente para prover um suporte


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FLUXOS OK

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adequado ao metal de solda ou quando deve ser obtida uma penetra-

o completa em apenas um passe. O cobre-juntas de cobre parti-

cularmente til na soldagem de peas de pequena espessura. Vrios

tipos de cobre-juntas de cobre so mostrados na Figura 23.

Figura 23 - Diversos tipos de cobre-juntas no consumveis de cobre

Como o cobre um excelente condutor de calor, ele resfria rapi-damente o metal de solda fundido, fornecendo ao metal de solda o

suporte necessrio sem ser fundido por ele. Foram feitas algumastentativas para substituir o cobre por ligas de cobre e por alumnio e

suas ligas, porm os resultados no foram satisfatrios tanto no as-

pecto econmico quanto na qualidade do metal de solda produzido.Esse insucesso resulta da condutibilidade trmica apreciavelmente

menor e tambm do menor calor latente de fuso das ligas alternati-vas em relao ao cobre. Por isso as ligas de cobre e o alumnio e

suas ligas no conseguem suportar as altas temperaturas de solda-


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FLUXOS OK

35

gem e se deterioram rapidamente em servio, mesmo que possuam

inicialmente uma resistncia abraso maior.

essencial que o cobre-juntas de cobre seja pressionado contra

a base da junta para evitar que o metal de solda escorra por entre araiz da junta e o cobre-juntas.

O cobre-juntas de cobre deve ser entalhado ou rebaixado parafacilitar a penetrao do metal de solda na raiz da junta (veja a Figura

24). Na prtica, o entalhe no usado em chapas com espessura a-

baixo de 10 MSG para no reduzir a capacidade de resfriamento r-pido do cobre. Para chapas com espessura acima de 10 MSG, as di-

menses do entalhe variam de 0,5 mm a 2,0 mm de profundidade ede 6,5 mm a 20 mm de largura, sendo que as dimenses do entalhe

aumentam com a espessura. Os cantos do entalhes podem ser arre-dondados. O entalhe maior para as chapas mais espessas para evi-tar que a capacidade de resfriamento do cobre dificulte uma penetra-o completa e para permitir um reforo adicional na raiz da junta. En-

talhes mais largos permitem maiores desalinhamentos nas peas, o

que conveniente para a soldagem de peas de grande comprimen-to.

Figura 24 - Cobre-juntas de cobre entalhado

A vida da pea de cobre depende do cuidado no uso, particular-mente contra danos mecnicos e superaquecimento devido a umamontagem deficiente da junta. Se as superfcies de contato do cobre-

juntas ficarem com um aspecto corrodo, podem ser usinadas nova-


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FLUXOS OK

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mente, porm um cobre-juntas no deve ser usinado com muita fre-

qncia sob pena de perder a capacidade de resfriamento.

O cobre-juntas de cobre tender a empenar e a tornar-se menos

resistente abraso se for excessivamente aquecido. Uma das cau-sas mais comuns de aquecimento excessivo so montagens deficien-tes, que permitem o contato de um volume muito grande de metal

fundido com a pea de cobre. Quando forem utilizadas sapatas de

cobre como cobre-juntas, o calor produzido durante a soldagem a-plicado continuamente na mesma seo de cobre, enquanto que com

uma barra comprida o calor aplicado progressivamente ao longo de

seu comprimento total. Desse modo, quando se emprega a mesmapea de cobre diversas vezes sem permitir seu resfriamento comple-

to, h uma reduo de sua capacidade de resfriamento. Nesse caso,pode ser necessrio um resfriamento suplementar com gua atravsde tubos de cobre achatados e inseridos em rebaixos previamenteusinados na parte inferior do cobre-juntas, veja a Figura 25a. Pode

ser minimizado o empeno do cobre-juntas por meio de uma restrio

mecnica, veja a Figura 25b. Quando o cobre-juntas de cobre for em-pregado para soldas monopasse em juntas em ngulo com penetra-o total, Figura 25c, os cantos devem ser chanfrados pelos menos

3 mm para permitir que algum metal de solda penetre na junta e pro-

duza um pequeno filete na raiz. Isso d uma resistncia adicional solda e evita falhas causadas pela concentrao de tenses devi-do ao efeito de entalhe que ocorrem algumas vezes em juntasdesse tipo que so soldadas sem penetrao adequada.


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FLUXOS OK

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Figura 25a - Resfriamento de cobre-juntas de cobre

Figura 25b - Evitando o empeno do cobre-juntas de cobre

Figura 25c - Cobre-juntas de cobre para juntas em ngulo


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FLUXOS OK

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Cama de fluxo

Embora todos os tipos de fluxo da ESAB possam ser usados co-

mo cobre-juntas, o fluxo OK Flux 350, o mais adequado para usocomo cama de fluxo. A cama de fluxo deve ser pressionada unifor-

memente contra a base da junta por uma mangueira inflada com guaou ar comprimido. O fluxo depositado sobre a mangueira (veja a

Figura 26).

Figura 26 - Cama de fluxo

Com o uso da cama de fluxo podem ser toleradas maiores irregu-laridades de montagem que com outros tipos de cobre-juntas porque

o material granulado conformar-se- melhor base da pea.Presso excessiva para manter o fluxo granulado contra a base

da junta tende a produzir concavidade na raiz.

Junta sem abertura de raiz e passe de selagem

Juntas sem abertura de raiz e passes de selagem so os mto-

dos mais empregados para obter suporte para o metal de solda.


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FLUXOS OK

39

Em uma junta sem abertura de raiz, o nariz deve ser espesso o

suficiente para suportar o primeiro passe de solda sem perfurar o

chanfro e alcanando a penetrao requerida. Essa tcnica empre-

gada em juntas de topo (com ou sem chanfro) e juntas em ngulo (in-clusive juntas sobrepostas e em T). Algumas vezes, so usados co-bre-juntas suplementares. da maior importncia que as faces da

junta estejam fortemente pressionadas no ponto de mxima penetra-

o da solda.

O passe de selagem pode ser realizado por outros processos de

soldagem, empregando arames tubulares OK Tubrod ou eletrodos

revestidos OK (veja a Figura 27). Os passes subseqentes ao passede selagem podem ser executados do mesmo lado (para espessuras

abaixo de 12,5 mm) ou do lado oposto nos demais casos.

Figura 27 - Passe de selagem

Eletrodos revestidos OK so freqentemente empregados empasses de selagem, quando no for conveniente aplicar outras tcni-

cas de cobre-juntas devido inacessibilidade, preparao ou monta-gem deficiente da junta ou mesmo dificuldade de girar o conjunto (ve-

ja a Figura 28). O cordo soldado com eletrodo revestido OK pode

permanecer como parte integrante da junta se atender aos requisitosde qualidade ou pode ser removido por goivagem, lixamento ou usi-

nagem aps execuo da solda por arco submerso. Quando a solda


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FLUXOS OK

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realizada com eletrodo revestido OK tem que ser removida, deposita-

se posteriormente um cordo permanente com arco submerso. Para

passes de selagem, recomendado um eletrodo revestido OK de

baixo hidrognio como o OK 48.04. No devem ser empregados parapasses de selagem eletrodos revestidos do tipo E6012 e E6013 por-que eles tendem a causar porosidade na solda permanente realizada

por arco submerso.

Figura 28 - Diversos tipos de passe de selagem

importante que o passe de selagem por solda manual seja deboa qualidade, livre de poros e de incluses de escria. Caso contr-

rio, a solda final por arco submerso poder conter tambm esses de-feitos, se estes forem absorvidos da refuso de parte do passe de se-

lagem. Deve ser mantida a abertura da raiz.


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FLUXOS OK

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Cobre-juntas metlico consumvel

Nesta tcnica, a solda penetra e funde o material do cobre-

juntas, que se torna temporria ou permanentemente parte integrantedo conjunto.

Podem ser empregadas tiras de material compatvel com o metala ser soldado veja a Figura 29a ou a junta pode ser localizadade tal modo que uma parte da estrutura forme o cobre-juntas veja

a Figura 29b. importante que as superfcies de contato estejam lim-

pas e coladas uma outra, de modo a evitar porosidade e vazamentode metal lquido.

Figura 29 - Cobre-juntas metlicos consumveis

Preparao da junta por biselamento

Efeito do ngulo do bisel

O efeito do ngulo do bisel controlar a altura do reforo de sol-da. A penetrao da solda tambm afetada por alteraes na pro-

fundidade do bisel e no volume da solda resultante. Para soldas mul-


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FLUXOS OK

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tipasses de topo e em ngulo, a largura mxima da solda deve ser um

pouco maior que sua profundidade. A razo largura / profundidade da

solda mais adequada deve ficar entre 1,25 e 1,50 para reduzir a pos-

sibilidade de fissurao no centro da solda. Uma preparao adequa-da dos bisis da junta e uma escolha adequada dos parmetros desoldagem ajudam a obter essa relao. Como exemplo, veja a Figura

30a, a Figura 30b e a Figura 30c.

Figura 30 - Efeito do ngulo do bisel


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FLUXOS OK

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Quando biselar

O biselamento particularmente desejvel para juntas de topo

mais espessas que 16 mm. O biselamento algumas vezes empre-gado em peas de espessura 6,5 mm, onde o bisel pode auxiliar co-

mo guia para o cordo de solda. Em juntas em T onde desejadauma penetrao total na raiz, a pea superior geralmente biselada

se a profundidade de penetrao requerida para cada solda exceder

10 mm.

Efeito da dimenso do nariz

O nariz no biselado deve ser espesso o suficiente para a solda

fundi-lo, mas no atravess-lo. Se a espessura do nariz for inadequa-da, no haver massa de metal suficiente para absorver o calor do

metal fundido, podendo escorrer para a parte inferior da junta. Como

exemplo, veja a Figura 31a e a Figura 31b.

Figura 31 - Efeito da dimenso do nariz


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FLUXOS OK

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Tcnicas de preparao do bisel

Corte a plasma ou por maarico

Pode ser executado manualmente ou com equipamentos de cor-

te. Procure a Filial ESAB mais prxima para uma descrio das tcni-cas de preparao de bisis e dos equipamentos fornecidos pelaESAB. Toda borra e carepa resultantes do corte devem ser removidasantes da montagem e da soldagem. No necessrio remover o filme

de xido formado no bisel durante o resfriamento se a pea vai ficar

estocada algum tempo antes da soldagem. Essa prtica evita a oxi-dao grosseira da pea aps o corte.

Usinagem

A tcnica de usinagem do bisel depende da disponibilidade dosequipamentos, tipo de corte requerido, etc.. No caso do uso de guilho-

tinas ou tesouras de corte, deve ser removida toda a oxidao gros-seira antes do corte para evitar que alguma partcula de xido fique

entranhada no bisel aps o corte. Todo o leo residual deve ser re-movido com um desengraxante que evapore facilmente.

Lixamento manual

Essa tcnica algumas vezes empregada em vez de corte achama ou usinagem. A preciso da preparao do bisel depende da

habilidade do operador.

Forjamento, laminao e fundio

Essa tcnica algumas vezes empregada para conformar o biseldesejado para peas forjadas, laminadas ou fundidas.


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FLUXOS OK

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Limpeza da junta

Introduo

de fundamental importncia que a junta esteja limpa. Qualquermaterial que produza gases quando aquecido pelo calor da soldagemcomo leo, graxa, gua, tinta, xidos ou carepa deve ser removido. Acarepa de usina ou mesmo marcas de lpis trmico ou marcadores

podem causar problemas. A limpeza particularmente importante nasoldagem de peas de pequena espessura a altas velocidades desoldagem.

Mtodos de limpeza

Limpeza a chama

Empregado para remover xidos, carepa e umidade, um dosmais eficientes meios de eliminar porosidade na soldagem por arcosubmerso. J que no h aquecimento pela radiao do arco prece-dendo a solda e as velocidades de soldagem so muito altas, a lim-

peza a chama mesmo mais importante que em processos por arcoaberto. Em algumas aplicaes, uma tocha de aquecimento monta-

da diretamente no equipamento de solda. A seo mais aquecida do

ncleo da chama deve atuar no cordo de solda. A regio de soldaiminente deve ser aquecida a uma temperatura acima de 200C para

evitar a condensao de umidade proveniente dos gases evoludos

na junta.

Lixamento

Pode ser empregado para remover a carepa de usina ou xidos

grosseiros. As lixadeiras podem ser operadas manualmente ou por

equipamentos semi-automticos. Devem sempre ser usados culos


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FLUXOS OK

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de proteo e tambm essencial que seja escolhido o disco abrasi-

vo adequado para a velocidade qual a lixadeira vai operar.

Escova rotativa

til na remoo de finas camadas de xido e alguma sujeira.Alguns tipos de tinta podem ser removidos com a escova rotativa,mas geralmente so necessrios um removedor, limpeza a chama oulixamento.

Removedores

Devem ser aplicados em superfcies pintadas, seguidos de esco-

vamento e lavagem com um solvente voltil. Deve ser observado operigo do manuseio de solventes. Tintas podem ser algumas vezes

removidas com escova, mas as superfcies devem ser cuidadosamen-te examinadas para garantir que a tinta tenha sido totalmente removi-

da.

Jateamento

Remove prontamente xidos grosseiros, carepa de usina e tintas.

Bordas cortadas no so limpas satisfatoriamente com esse mtodo.Devem ser asseguradas aos operadores ventilao adequada e pro-

teo para os olhos.

Decapagem

Pode ser empregada para remover carepa de usina e oxidaogrosseira. O banho decapante deve conter inibidores e deve ser apli-

cado um agente apassivador para evitar a absoro de hidrognio.

DesengraxeAplicado especialmente na limpeza de peas conformadas a frio.


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FLUXOS OK

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Tipos bsicos de juntas

Introduo

O tipo de junta escolhido para qualquer atividade de soldagempode afetar:

a qualidade e a resistncia da solda;

o custo da mo-de-obra e de materiais;

o tempo e as despesas envolvidas na preparao, nos dispositi-vos e no posicionamento das peas.

A escolha do tipo de junta adequado depende de vrios fatores,tais como:

espessura e material da junta;

propriedades fsicas almejadas na junta;

tamanho das peas sendo soldadas; acessibilidade da junta;

ajuste a ser obtido;

equipamento disponvel para a preparao do bisel;

nmero de peas a serem soldadas;

especificaes ou cdigos aplicveis.

Sero descritos a seguir alguns tipos de juntas empregadas nasoldagem por arco submerso.


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Juntas de topo

a) Junta topo-a-topo

Soldas monopasse de boa qualidade podem ser executadas em

peas com espessura at 16 mm empregando-se juntas topo-a-toposem abertura de raiz e com um cobre-juntas adequado. O reforo desolda, que tende a se tornar excessivo em soldas mais espessas, po-de ser controlado ajustando-se a abertura da raiz (veja a Figura 32).

Irregularidades na abertura da raiz, no alinhamento do arame de sol-

da com a junta e na quantidade requerida de metal de solda geral-mente limitam a espessura desse tipo de junta a 20 mm.

Figura 32 - Junta topo-a-topo

Dois passes de solda so executados sem abertura de raiz atuma espessura de 16 mm. essencial em soldas de dois passes que

as faces estejam bem encostadas, j que no usado cobre-juntas. Aabertura mxima permitida para a raiz de 0,8 mm, a menos que a

junta seja suficientemente suportada para evitar que o metal fundidoescorra atravs da abertura da raiz. Com tais suportes, podem ser

usadas maiores aberturas de raiz. Quando a abertura de raiz exceder

1,6 mm, contudo, ela deve ser rigorosamente preenchida com fluxo frente da solda. A abertura mxima de raiz de 3,2 mm, por causa da

dificuldade de refuso do fluxo de soldagem na base do primeiro pas-se de solda. Se a abertura de raiz for mantida constante por todo o

cordo de solda, peas com espessura at 20 mm podem ser solda-

das com juntas topo-a-topo. O primeiro passe constitui o passe de se-


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lagem, executado no lado oposto da junta. Vira-se a pea e executa-

se o passe de acabamento, que penetra e refunde parte do passe de

selagem para garantir uma boa continuidade do metal de solda atra-

vs de toda a espessura da pea.Uma tcnica satisfatria de se conseguir a penetrao requerida

para a solda sem reforo excessivo no acabamento goivar um enta-

lhe de profundidade 3,2 mm a 8 mm no topo da junta depois de o

passe de selagem ter sido executado. Quando a goivagem for em-pregada, no necessria qualquer preparao ou limpeza, exceto a

remoo de toda e qualquer escria.

A vantagem da junta topo-a-topo que um mnimo de preparaoainda chega a produzir soldas de boa qualidade com penetrao a-

dequada.

b) Juntas de topo em "V"

b1) Junta de topo em "V" com nariz

Esse tipo de junta empregado com cobre-juntas no consum-

veis para soldas de topo monopasse de espessura 8 mm ou acimaveja a Figura 33). Para a maioria das aplicaes industriais, a espes-

sura mxima de cerca de 32 mm a 38 mm. A existncia do nariz trazdiversas vantagens. As faces quadradas simplificam a montagem.

Penetrao e reforo excelentes podem ser obtidos e as alteraes

normais na tenso, na corrente e na velocidade de soldagem causamdanos mnimos ao nariz de suporte. Quantidades relativamente pe-quenas de arame so consumidas porque o chanfro em "V" d a pe-

netrao desejada sem correntes excessivas e o volume do "V" consideravelmente menor que o volume requerido por outras tcnicasde soldagem.

Com cobre-juntas no consumveis, a dimenso do nariz de3,2 mm a 1,6 mm. A abertura da raiz no deve exceder 1,6 mm. Co-bre-juntas metlicos consumveis tambm so empregados com esta

preparao com uma abertura de raiz de pelo menos 3,2 mm.


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Figura 33 - Junta de topo em "V" com nariz

Juntas de topo em "V" com nariz e sem cobre-juntas externo sotambm empregadas para soldas de dois passes onde a espessura

das peas excede 16 mm. O primeiro passe, normalmente o mais lar-go, o passe de selagem depositado no lado do "V"; a pea ento

virada e o passe de acabamento depositado no lado plano. O passede acabamento penetra e refunde uma parte do passe de selagem

para garantir a penetrao completa (veja a Figura 34).

Figura 34 - Junta de topo em "V" com nariz - passes de selagem e de aca-bamento

O nariz mede aproximadamente 10 mm para todas as espessu-ras de peas comercialmente soldadas. O nariz das peas deve ser

fortemente pressionado (abertura mxima de 0,8 mm) como na juntatopo-a-topo. Quando existe algum suporte abaixo da junta, a abertura

pode ser ligeiramente aumentada; se a abertura exceder 1,6 mm, o

fluxo deve ser suportado frente da solda.


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b2) Junta de topo em "V" sem nariz

Juntas de topo em "V" sem nariz so comumente empregadas

em todas as espessuras quando se usa uma cama de fluxo. No

comumente usada em espessuras abaixo de 10 mm j que penetra-es adequadas podem ser obtidas para essas espessuras sem ne-cessidade de biselamento (veja a Figura 35).

Figura 35 - Junta de topo em "V" sem nariz

Juntas de topo em "V" sem nariz sempre devem ter passes de

selagem, visto que a massa de metal no nariz da junta no suficien-te para suportar o metal de solda fundido. Desalinhamentos razoveis

na montagem e variaes na abertura da raiz podem ser toleradosquando se usa a cama de fluxo porque o material granular subir para

acomod-los. Cobre-juntas de cobre no so recomendados por cau-

sa de sua tendncia de o metal de solda fundir no cobre-juntas. Porsua vez, cobre-juntas metlicos consumveis so aceitveis se no

houver objeo a sua permanncia como parte integrante da juntasoldada.

c) Junta de topo em duplo "V"Esse o projeto bsico de junta para soldas de dois passes por

arco submerso (veja a Figura 36). comumente empregada para es-

pessuras at 50 mm e at mesmo espessuras maiores tm sido sol-dadas com sucesso. Para espessuras acima de 50 mm, contudo, a

junta multipasses mostrada na Figura 38 na pgina 54 a recomen-

dada.


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Figura 36 - Junta de topo em duplo "V"

Juntas de topo em duplo "V" so normalmente projetadas com

um nariz espesso para fornecer um suporte adequado para o passede selagem. O mximo desalinhamento permissvel na montagem

de 25% do nariz.

O nariz deve ser fortemente pressionado ao longo de todo ocomprimento da junta. A abertura mxima de raiz de 0,8 mm. Se aabertura de raiz for maior, deve ser evitado, ao se executar o primeiro

passe que o metal fundido escorra atravs da abertura de raiz. Vrias

tcnicas so empregadas. Um pequeno passe filetado pode ser de-positado manualmente na base do "V" sobre o qual a solda deve ser

executada. Um certo comprimento de arame pode ser ponteado nochanfro em "V". O fluxo pode ser colocado na abertura de raiz frente

da solda. O cordo filetado, o arame ou o fluxo devem ser removidosantes de executar o passe definitivo, se for requerida uma junta dequalidade radiogrfica.

Para garantir uma penetrao 100% e a remoo de qualquerescria ou porosidade da base do passe de selagem, o passe de a-

cabamento deve penetrar e refundi-lo at uma profundidade de 5 mmat 8 mm.

J que essa junta muito usada na fabricao de vasos de pres-

so, deve ser observada uma limitao. Quando se executam soldascircunferenciais, a razo da espessura para o dimetro do vaso deve

ser de pelo menos 1/25. Caso contrrio, a grande poa de fuso ten-


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der a escorrer, causando instabilidade na soldagem e uma geome-

tria indesejvel do cordo de solda.

Passes de selagem manuais so algumas vezes utilizados com

juntas de topo em duplo "V", quando a junta tem um nariz pequeno(mximo 3,2 mm) e uma abertura de raiz de cerca de 3,2 mm. Se ascondies requererem que o passe de selagem por soldagem manual

seja mais espesso que 10 mm, contudo, a junta mostrada na Figura

37 preferencial.

Figura 37 - Junta de topo em "V" e em "U"

d) Junta de topo em "U"

A junta de topo em "U" freqentemente empregada em soldasmultipasses por arco submerso. Peas de qualquer espessura podem

ser soldadas com esse projeto de junta (veja a Figura 38).

Um pequeno passe de selagem realizado freqentemente do

lado oposto da junta. Se no for executado o passe de selagem, os

narizes devem ser fortemente pressionados (abertura mxima de raizde 0,8 mm).

Para peas extremamente espessas, juntas de topo em duplo "U"podem ser empregadas. Elas so essencialmente duas juntas de topoem "U" com uma raiz em comum. Se for realizado um passe de sela-

gem manual, pode ser necessrio remov-lo posteriormente se foruma junta de qualidade radiogrfica.


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Figura 38 - Junta de topo em "U"

O uso de soldas semi-automticas com gs de proteo eliminaa necessidade de remoo do passe de selagem previamente sol-

dagem por arco submerso. Graas natureza livre de escria dosdepsitos com gs de proteo (com arames tubulares OK Tubrod

ou com arames slidos cobreados OK Autrod), depsitos de soldasubseqentes por arco submerso de excelente qualidade podem ser

produzidos sobre esses passes de selagem.

Juntas sobrepostas

a) Junta sobreposta simples ou dupla

A principal vantagem da junta sobreposta a simplicidade do a-juste e a mnima preparao requerida para a borda (veja a Figura39). A junta e as superfcies sobrepostas devem estar limpas e secas.

A junta em ngulo assim obtida aps a soldagem utilizada princi-

palmente onde o lado interno no acessvel ou para servios ondeapenas uma pequena resistncia requerida para a junta, sendo a

funo primria da solda somente manter as peas juntas.


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Figura 39 - Junta sobreposta dupla

b) Junta sobreposta dupla de encaixeEssa junta tambm de fcil ajuste e requer mnima preparao

das bordas. Adicionalmente, possui uma superfcie alinhada que ajunta simples no tem (veja a Figura 40). A junta deve estar limpa e as

superfcies sobrepostas secas e firmemente ajustadas. Juntas sobre-

postas simples de encaixe so empregadas na fabricao de peque-nos botijes de gs. Por sua vez, juntas sobrepostas duplas de encai-

xe so extensivamente empregadas na indstria naval para facilitar aajuste e a soldagem da ltima de uma srie de chapas unidas topo-a-

topo.

Figura 40 - Junta sobreposta dupla de encaixe


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c) Junta sobreposta com solda passante

Esse tipo de junta muito usado na soldagem de chapas finas

at 11 MSG. til na unio ou na fixao de uma ou duas chapas fi-

nas a uma pea que serve de cobre-juntas (veja a Figura 41). As su-perfcies sobrepostas devem estar limpas, secas e em contato entresi.

Figura 41 - Juntas sobrepostas com solda passante

Juntas em ngulo

a) Introduo

A profunda penetrao do processo de soldagem por arco sub-merso resulta em uma economia substancial no consumo de aramede soldagem quando comparado com outros processos de soldagem,

mesmo em juntas em ngulo. Clculos de projeto da resistncia de

juntas em ngulo so baseados na dimenso da garganta do depsitode solda (veja a Figura 42).

Para soldas convencionais por arco eltrico, a dimenso da gar-

ganta obtida atravs da Equao [3]

[3] 0,707Perna2

2PernaGarganta ==

j que a raiz da junta raramente penetrada. Nesse clculo, conside-

ra-se a menor dimenso da perna. A maior penetrao das soldas emngulo feitas por arco submerso produz uma profundidade efetiva da

garganta de 20 a 30% maior que os processos por SMAW e GMAW.


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Figura 42 - Comparao entre as dimenses da garganta e da perna

O tamanho do filete feito por arco submerso pode ser considera-

velmente reduzido e, ainda assim, atingir a mesma resistncia da jun-ta obtida com os processos SMAW e GMAW com pernas maiores.Tem sido permitida uma reduo geral de 1,6 mm no tamanho da

perna em soldas executadas por arco submerso em relao ao limite

mnimo exigido para soldas manuais pelos cdigos aplicveis. Mesmouma pequena reduo no tamanho da perna acarretar numa diminu-

io aprecivel do volume de depsito de solda requerido, visto queeste varia diretamente com o quadrado da dimenso da perna.

A resistncia de uma solda em ngulo fortemente influenciada

pela penetrao da solda. Os resultados de uma srie de testes reali-

zados para determinar o efeito da penetrao da solda nas tensesatuantes so mostrados graficamente na Figura 43.

Os dados representados por essa curva foram obtidos de estu-dos foto-elsticos de modelos de tenso em um modelo tpico de jun-ta em ngulo cuja perna tinha a dimenso de 38,1 mm. O fator deconcentrao de tenses a razo entre a tenso na raiz do filete e a

tenso mdia da junta (carga/rea). A penetrao da solda a distn-

cia da raiz do filete ao ponto em que cessa a fuso. A penetrao da


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solda pode ser positiva ou negativa em juntas em ngulo, dependen-

do se a fuso se estende at o ponto A ou se apenas chega ao pon-

to B (veja a Figura 44).

Figura 43 - Variao do fator de concentrao de tenses com a penetraoda solda

Conforme mostrado pela curva, a concentrao de tenses no

filete diminui rapidamente medida que a penetrao aumenta. Aconcentrao de tenses a uma penetrao de -6,5 mm 75% mais

alta que a uma penetrao de +6,5 mm. A concentrao de tenses auma penetrao zero (a penetrao normal em soldas manuais) a-proximadamente 42% maior que a uma penetrao de 10 mm (pene-


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trao normal em uma solda feita por arco submerso do tamanho u-

sado nos testes).

Figura 44 - Penetrao positiva e negativa

b) Juntas em "T" na posio horizontal

Soldas em filete monopasse com perna at 8 mm (equivalente a

soldas com perna at 10 mm feitas por outros processos de solda-gem) so utilizadas para fazer juntas em "T" na posio horizontal. Se

a espessura da alma no for maior que 10 mm, dois filetes de perna

8 mm interpenetrar-se-o na raiz, veja a Figura 45a. Juntas em "T"necessitando de maior penetrao ou soldas de filete mais largas po-

dem ser executadas utilizando um procedimento multipasse, veja aFigura 45b.

As limitaes de tamanho de soldas de filete monopasse horizon-

tais so determinadas, no pela capacidade do equipamento de arcosubmerso, mas pelo volume de metal fundido que assegurar uma

geometria favorvel, sem escorrer excessivamente.


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FLUXOS OK

60

Figura 45a - Solda em ngulo horizontal

Figura 45b - Solda com penetrao total, chanfro em "K"

c) Juntas em "T" na posio plana

Filetes de pernas iguais podem ser obtidos pelo posicionamento

da junta a um ngulo de 45 (superfcie da solda plana). A profundi-

dade de penetrao pode ser aumentada ainda mais aumentando o

ngulo da alma at 60da vertical e direcionando o arame para o lado

da alma, veja a Figura 46a. Se a espessura da alma exceder 19 mm e


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FLUXOS OK

61

se for almejada uma penetrao total, as bordas devem ser biseladas,

veja a Figura 46b.

Figura 46a - Solda de uma junta em ngulo na posio plana

Figura 46b - Preparao de junta em "T" com penetrao total na posioplana para espessura superior a 19 mm


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FLUXOS OK

62

Soldagem de juntas de canto

a) Junta de canto sem chanfro

Juntas de canto sem chanfro so recomendadas para espessu-

ras at 12,5 mm. Primeiramente, executa-se um filete de solda nocanto interno da junta e depois se deposita o passe final do outro la-do. A solda de topo deve penetrar o suficiente para refundir parcial-mente o primeiro passe, que serve como passe de selagem para o

passe final. Caso se deseje aumentar a largura do cordo de solda, a

junta pode ser colocada na posio plana para a execuo do primei-ro passe. Se as faces estiverem bem acopladas, pode ser dispensado

o primeiro passe, visto que no haveria necessidade de um passe deselagem. s vezes, torna-se necessrio o uso de um cobre-juntas de

cobre para resfriar o canto exterior da pea vertical, de modo a evitarfuso excessiva enquanto o passe final estiver sendo executado (vejaa Figura 47).

Figura 47 - Junta de canto sem chanfro


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FLUXOS OK

63

b) Junta de canto com chanfro em "V"

Para juntas mais espessas, recomendada uma preparao com

chanfro em "V" para obter uma penetrao adequada sem reforo ex-

cessivo. O chanfro em "V" preferido relativamente ao meio "V" por-que facilita a penetrao total com um timo perfil de cordo. Primei-ramente, executa-se o passe de selagem e posteriormente a solda de

topo do lado oposto. Se o passe de selagem for depositado por arco

submerso, deve ser empregado um nariz profundo (veja a Figura 48).Para outros processos de soldagem, a preparao deve resultar em

um nariz fino e uma abertura de raiz. Essas soldas em filete podem

ser feitas tambm sem nariz, porm nesse caso o uso de um cobre-juntas de cobre pode ser til.

Figura 48 - Junta de canto com chanfro em "V"

c) Junta de canto com bisel em "J"

Essas juntas com simples ou com duplo "J" so emprega-das para soldas multipasse de peas com espessuras maiores queaquelas para as quais podem ser utilizadas juntas com chanfro em"V". A tcnica de soldagem similar empregada em juntas de topo

com chanfro em "U". Freqentemente executa-se um pequeno passe

de selagem antes da soldagem multipasse feita por arco submerso.

Se no for aplicado o passe de selagem, a mxima abertura de raiz


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FLUXOS OK

64

permissvel de 0,8 mm. Como apenas um lado da junta prepara-

do, o ngulo e o raio de curvatura devem ser mantidos conforme

especificado na Figura 49 para assegurar o acesso suficiente para

depositar os passes na regio da raiz da junta.d) Junta de canto simples

Juntas de canto com o cordo de solda em filete do lado externoso teis em muitas aplicaes. A resistncia da junta pode ser au-

mentada adicionando-se um segundo cordo de solda ao lado interno

da junta para formar uma junta de canto soldada de ambos os lados.A junta de canto simples pode ter a vantagem de no requerer qual-

quer cobre-juntas alm daquele j formado pela prpria geometria dajunta (veja a Figura 50). Observe que as superfcies em contato de-

vem estar limpas, secas e firmemente ajustadas.

Figura 49 - Junta de canto com bisel em "J"


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FLUXOS OK

65

Figura 50 - Junta de canto simples

e) Junta de canto com cobre-juntas

Podem ser empregadas preparaes com ou sem chanfro com

cobre-juntas para assegurar penetrao total de um s lado da junta.Os requisitos dessa tcnica so essencialmente os mesmos das jun-tas de topo com cobre-juntas (veja a Figura 51).

Figura 51 - Junta de canto com cobre-juntas

f) Juntas tampo

Juntas tampo so empregadas para unir duas peas em que

uma delas possui um furo, onde o metal de solda deve asseguraruma boa ligao e encher o furo (veja a Figura 52a at Figura 52d).

importante que o furo seja largo o suficiente para evitar contato do a-

rame com a pea superior. A menos que o furo seja biselado ou ado-


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FLUXOS OK

66

ado, seu dimetro no deve ser menor que a espessura da pea su-

perior. Se puder ser aplicada uma corrente de soldagem suficiente pa-

ra penetrar at a pea inferior e se for aceitvel um excesso de metal

de solda acima da superfcie, a soldagem pode ser realizada sem ofuro. Porm, isso s se torna prtico para soldar peas relativamentefinas.

O tamanho do furo que pode ser empregado para realizar uma

solda tampo com fuso completa sem alterar a posio do aramedurante a soldagem ser determinado pela corrente que puder ser a-

plicada. Um furo largo pode requerer movimentao do arame duran-

te a soldagem para assegurar fuso completa na regio da raiz dajunta.

Figura 52a - Solda tampo unindo duas chapas

Figura 52b - Solda tampo empregada para prender parafusos estojo na fa-bricao de vasos de presso


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FLUXOS OK

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Figura 52c - Furo biselado quando a espessura da chapa for superior a25 mm e o dimetro do furo for inferior a 25 mm

Figura 52d - Reforo, com solda tampo, da junta previamente soldada porsoldas em ngulo


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FLUXOS OK

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Captulo 4

Soldagem

Preparao para a soldagem

Tratamentos trmicos

Pr-aquecimento e ps-aquecimento de aos de alto carbono oude alta liga

Tratamentos trmicos raramente so requeridos para aos debaixo carbono ou estruturais, embora sejam ocasionalmente empre-

gados para evitar empenamento ou para garantir baixa dureza parausinagem.

Durante a soldagem de aos de alto carbono ou de alta liga, noentanto, existe o perigo de que o depsito de solda e a zona termica-mente afetada contenham altos percentuais de martensita, um consti-

tuinte duro do ao. Tais soldas possuem alta dureza e baixa ductilida-

de e podem mesmo vir a trincar durante o resfriamento. O objetivo do

pr-aquecimento e do ps-aquecimento manter o teor de martensitada solda a um nvel mnimo. De ambos os tratamentos resultam me-lhor ductilidade, baixa dureza e menor probabilidade de fissurao du-

rante o resfriamento.

A martensita forma-se realmente durante o resfriamento da soldae da zona termicamente afetada. A quantidade de martensita formadapode ser limitada reduzindo-se a taxa de resfriamento da solda. Os

tratamentos trmicos aumentam a temperatura do metal vizinho


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FLUXOS OK

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solda, de tal modo que o gradiente de temperatura entre a solda e

sua vizinhana fica reduzido. O resultado que a zona de soldagem

aquecida resfria-se mais lentamente, visto que a taxa de resfriamento

diretamente proporcional diferena de temperatura (ou gradientede temperatura) entre as massas quente e fria.

Se esses tratamentos trmicos devem ou no ser aplicados de-

pende do teor de carbono e de outros elementos de liga no metal

sendo soldado. Se corpos de prova soldados sem tratamento trmicoapresentarem baixa ductilidade ou dureza muito alta, indicativo da

necessidade de pr-aquecimento ou ps-aquecimento.

Pr-aquecimentoUm mtodo simples para determinar a necessidade de pr-

aquecimento de uma solda o do carbono equivalente (Ceq). A tem-

perabilidade de um ao est relacionada ao seu teor de carbono a-crescido dos teores de certos elementos de liga. Determina-se o teor

aproximado de outros elementos de liga que produzem a mesma du-reza que 1% de carbono. Ento, uma indicao da temperabilidade,

designada por carbono equivalente (Ceq), pode ser calculada pelaEquao [4]:

[4]13

%Cu5

%Cr4

%Mo15

%Ni6

%Mn%CeqC +++++=

A Equao [4] vlida quando os teores esto dentro das faixas:

%C < 0,50

%Mn < 1,60

%Ni < 3,50

%Mo < 0,60

%Cr < 1,00

%Cu < 1,00

Outra equao para o carbono equivalente, a Equao [5], lar-

gamente utilizada, dada pelo IIW (International Institute of Welding):


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FLUXOS OK

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[5]15

%Cu%Ni5

%V%Mo%Cr6

%Mn%CeqC +

+++

++=

A Tabela III fornece valores sugeridos de temperaturas de pr-aquecimento para diferentes valores de carbono equivalente:

Carbono equivalente (%) Pr-aquecimento recomendado

at 0,30 opcional

0,30 - 0,45 100 - 200C

acima de 0,45 200 - 375C

Tabela III - Temperatura de pr-aquecimento x Carbono equivalente

Alguns aos, particularmente aqueles possuindo carbono equiva-lente maior que 0,45%, podem requerer, alm de pr-aquecimento,

ps-aquecimento. Esses tratamentos so especialmente recomenda-

dos para a soldagem de sees espessas. Entretanto, para a maioriados aos carbono e de baixa liga, apenas o pr-aquecimento pode

ser necessrio de um modo geral.

O pr-aquecimento a 120 - 150C geralmente empregado na

soldagem multipasse em sees de espessura maior que 25 mm parareduzir a susceptibilidade da solda fissurao.

Ps-aquecimento

Ps-aquecimento, dentro deste contexto, significa o aquecimento

da junta soldada imediatamente aps a solda ter sido realizada. distintamente diferente de outros tratamentos executados aps o res-

friamento da solda, tais como alvio de tenses, revenimento e reco-

zimento.

O ps-aquecimento tem a mesma funo do pr-aquecimento.Mantm a temperatura da pea em um nvel suficientemente elevadode tal maneira que a junta soldada resfrie lentamente. Assim como no

pr-aquecimento, o resultado uma ductilidade maior na regio da


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FLUXOS OK

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solda. O ps-aquecimento raramente aplicado de forma isolada;

quase sempre conjugado com o pr-aquecimento.

O ps-aquecimento mais freqentemente empregado em aos

altamente temperveis, mas algumas vezes utilizado em aos me-nos temperveis se for difcil a aplicao de um pr-aquecimento a-dequado devido dimenso das peas sendo soldadas. Por essa ra-

zo, a Tabela IV pode ser considerada confivel somente se o aque-cimento for aplicado imediatamenteaps a solda ter sido executada.

Essa tabela fornece tempos e temperaturas de ps-aquecimentosugeridos aos aos para os quais o tratamento conveniente. J que

nem todos os aos dessa categoria esto listados, podem ser feitasinferncias. Por exemplo, na soldagem do ao SAE 1060 so aplica-

dos o tempo e a temperatura do ao SAE 1050; para o ao SAE 4145so usadas as informaes para o ao SAE 4130 e assim por diante.

TEMPOS E TEMPERATURAS DE PS-AQUECIMENTO SUGERIDOS PARA AOSTEMPERVEIS TPICOS

Aplicar o ps-aquecimento imediatamente aps o trmino da soldagem e antes que ajunta resfrie a menos de 300C

Ao SAETemperatura de

ps-aquecimento(C)

Tempo deps-aquecimento

(minutos)

Dureza(HRc)

Durezamxima

de tmpera(HRc)

1019 - - 19 42

315 10 481050

535 1 2862

370 10 391335 535 20 18 59

315 10 482160

535 1 2465

315 25 502260

535 1 2564

315 35 462340

535 5 2160

370 5 362512

480 75 2042


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ps-aquecimento(C)


(minutos)

Dureza(HRc)

Durezamxima

de tmpera(HRc)

370 25 483140

535 15 2160

315 25 43

425 20 383330

595 10 h 23

57

370 10 414037

480 5 2556

370 10 444130

425 5 3756

315 50 484340

370 5 h 4062

260 10 h 54

345 50 h 484360

650 75 26

64

370 10 384615

480 10 2645

315 25 484640

480 25 2360

315 15 505140

535 25 2662

315 25 516145

535 25 3361

315 15 468630480 25 27

53

260 5 h 528660

425 50 h 3464

315 25 498745

425 100 3061

315 100 h 509260

650 1 3565

315 50 50

9440 425 10 h 33 60


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FLUXOS OK

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ps-aquecimento(C)


(minutos)

Dureza(HRc)

Durezamxima

de tmpera(HRc)

315 25 501060

535 1 3665

370 5 408620

480 15 2645

Tabela IV - Tempos de temperaturas de ps-aquecimento para aos tempe-rveis

Outros tratamentos trmicos

Alm do pr-aquecimento e do ps-aquecimento, vrios outrostratamentos trmicos so empregados em juntas soldadas para influ-

enciar nas propriedades do metal de solda:

alvio de tenses; recozimento pleno;

normalizao.

Esses tratamentos so similares de dois pontos de vista. Primei-

ro, usualmente requerem temperaturas mais altas que o pr-aquecimento e o ps-aquecimento. Segundo, embora sejam ativida-

des de "ps-aquecimento" no sentido de que so aplicados aps a

solda ter sido executada, diferem do ps-aquecimento no fato de quea solda deixada resfriar antes que o tratamento seja iniciado. Solargamente utilizados em soldas de aos carbono e de aos de baixa

liga.

Alvio de tenses no forno

Seguindo a atividade de soldagem, o resfriamento e a contraodo metal de solda originam tenses na solda e nas regies adjacen-

tes. O objetivo do alvio de tenses reduzir essas tenses. Esse tra-


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FLUXOS OK

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tamento leva a junta soldada a uma condio mais durvel; a ductili-

dade aumentada sobremaneira, embora a resistncia mecnica di-

minua ligeiramente. Certos cdigos permitem maiores tenses de pro-

jeto, desde que seja aplicado o alvio de tenses. Tipicamente, o al-vio de tenses consiste no aquecimento da pea a uma temperatura

em torno de 600C e mant-la por uma hora para cada 25 mm de es-

pessura (veja a Tabela V). O conjunto ento resfriado lentamente

em ar calmo at 300C. Se temperaturas altas como 600C forem im-

praticveis, podem ser empregadas temperaturas mais baixas com

um tempo de encharcamento mais longo.

TEMPO E TEMPERATURA DE ALVIO DE TENSES

Temperatura(C)

Tempo(h/25 mm)

595 1

565 2

535 3

510 5

480 10

Tabela V - Tempo e temperatura de alvio de tenses

Recozimento pleno

O recozimento pleno possui outra funo adicional em relao ao

alvio de tenses simples. Alm de levar a pea soldada a uma condi-o sem tenses, o recozimento pleno assegura ductilidade e baixadureza da solda e da zona termicamente afetada. Esse tratamento

trmico consiste no aquecimento do conjunto at sua faixa crtica

(840C at 1.000C) e resfri-lo no forno.

Normalizao

Esse tratamento na realidade uma outra forma de recozimento.

As temperaturas utilizadas so as mesmas que no caso do recozi-


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FLUXOS OK

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mento, mas a normalizao pressupe resfriamento em ar calmo at

a temperatura ambiente em vez de resfriamento no forno. As tenses

internas so aliviadas, porm a solda no fica com as mesmas ducti-

lidade e baixa dureza obtidas com o recozimento pleno.

Posicionamento das peas

Montagem e fixao da junta

Para todas as aplicaes de soldagem, a junta deve ser montada

em uma ligao adequada e deve ser mantida rgida para limitar osdeslocamentos causados pelo calor. Pontos, acopladores, dispositi-vos auxiliares de fixao (conhecidos como cachorros) ou combina-

es desses dispositivos de fixao so normalmente necessrios.Quando so fabricados conjuntos grandes e pesados, os pontos de

solda so suficientes para manter a junta adequadamente alinhada. O

peso do conjunto evita deslocamentos causados pelos efeitos do ca-lor. Conjuntos leves como chapas 10 MSG ou mais finas devem ser

rigidamente fixados. Os cachorros mantm o alinhamento, ajudam adissipar o calor e evitam o empenamento. O ponteamento desne-

cessrio se a fixao com cachorros for adequada. Para espessuras

intermedirias, uma combinao entre cachorros e ponteamento podeser a opo mais econmica.

Inclinao do conjunto

A maior parte das soldas por arco submerso executada na po-sio plana (veja a Figura 53a). No entanto, algumas vezes torna-senecessrio ou desejvel soldar com o conjunto ligeiramente inclinado.Por exemplo, na soldagem a altas velocidades de chapas de ao

18 MSG, conseguem-se melhores resultados na soldagem se o con-

junto for inclinado de 15a 18e se a soldagem for feita na progres-

so descendente. A soldagem com o conjunto inclinado realizada

tambm em sees conformadas, tais como chapas de proa e de po-

pa de navios. O ngulo de mxima inclinao diminui medida que a


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FLUXOS OK

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espessura da chapa aumenta. (Toda a soldagem circunferencial na

superfcie convexa de um conjunto girando em torno de um eixo hori-

zontal, sob o ponto de vista do cabeote de soldagem, considerada

como progresso descendente, embora o controle do metal fundidodetermine a posio da poa de fuso).

Figura 53a - Solda nivelada em chapa de 12,5 mm

A soldagem na progresso ascendente afeta o perfil do cordo

de solda conforme mostrado na Figura 53b. A fora da gravidade faz

com que a poa de fuso flua para trs do arame de solda. As bordasda poa de fuso perdem metal fundido, que flui para o meio. medi-

da que o ngulo de inclinao aumenta, a crista e a penetrao tam-bm aumentam e a largura do cordo diminui (quanto maior a poa

de fuso, tambm sero maiores a crista e a penetrao). O ngulolimite de inclinao quando a soldagem ocorre a correntes at 800 A

de cerca de 6. Quando se empregam correntes maiores, o ngulo de

inclinao mximo diminui. Inclinaes maiores que as recomenda-das acima levam ao descontrole da soldagem.

A soldagem na progresso descendente afeta o perfil do cordode solda conforme mostrado na Figura 53c. A poa de fuso tende afluir frente do arame de solda e pr-aquece o metal de base, parti-

cularmente em sua superfcie, produzindo uma zona fuso de formatoirregular, chamada de poa secundria. medida que o ngulo de

inclinao aumenta, a superfcie do meio do cordo sofre uma de-presso, a penetrao diminui e a largura do cordo aumenta. Obser-

ve que esses efeitos so exatamente opostos aos produzidos pela

soldagem na progresso ascendente.


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FLUXOS OK

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Figura 53b - Solda ascendente (6) em chapa de 12,5 mm

Figura 53c - Solda descendente (6) em chapa 12,5 mm

A inclinao lateral da pea produz os efeitos mostrados na

Figura 53d. O limite de inclinao lateral de aproximadamente 3. A

inclinao lateral permissvel varia sobremaneira, dependendo do ta-manho da poa de fuso.

Figura 53d - Solda com inclinao lateral em chapa de 12,5 mm


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FLUXOS OK

78

Posicionamento do arame

Na determinao da posio adequada do arame de solda, trs

fatores devem ser considerados:

o alinhamento do arame de solda em relao junta;

o ngulo de inclinao nas direes laterais, isto , a inclinaotransversal da junta;

o ngulo de ataque do arame de solda. No ngulo de ataque pu-xando, o arame de solda faz um ngulo obtuso com a solda exe-

cutada. No ngulo de ataque empurrando, o arame de solda fazum ngulo agudo com a solda executada. Em geral, um ngulo

de ataque puxando produz uma penetrao maior e mais unifor-

me e tambm maior altura e menor largura do reforo de solda.Por outro lado, um ngulo de ataque empurrando resultar em

menor penetrao com reforo de solda mais largo e mais plano.

Para cada um dos vrios tipos de soldagem, o posicionamento

do arame feito dos seguintes modos:Soldagem de juntas de topo

alinhamento - veja a Figura 54;

inclinao lateral - nenhuma;

ngulo de ataque puxando ou empurrando.

Pode ser obtida uma boa estabilidade com o arame na vertical

durante a soldagem de peas espessas (espessuras iguais ou maio-res que 12,5 mm). No entanto, durante a soldagem de peas finas(14 MSG a 16 MSG), torna-se necessrio aplicar um ngulo de ata-

que puxando de 25a 45para estabilizar a tenso do arco.


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FLUXOS OK

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Figura 54 - Posicionamento do arame


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FLUXOS OK

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Soldagem de juntas em ngulo

Alinhamento

A linha de centro do arame no deve estar na linha de centro da

junta, mas abaixo, direcionada pea horizontal de uma distncia i-gual a a do dimetro do arame (veja a Figura 55a). Utiliza-seuma distncia maior quando se executam soldas em ngulo de pernamais larga (aproximadamente 10 mm). Alinhamento descuidado ou

impreciso causar soldagem insatisfatria (veja a Figura 55b e a

Figura 55c).

Figura 55a - Alinhamento do arame em juntas em ngulo


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FLUXOS OK

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Figura 55b - Mordedura causada por alinhamento de arame inadequado

Figura 55c - Perfil de cordo desfavorvel causado por alinhamento de arameinadequado

Inclinao lateral

Ao se executar soldas horizontais em ngulo, o arame inclinado

entre 20e 45da vertical. O ngulo exato determinado por um dos

seguintes fatores ou por ambos:

acesso para o bocal, especialmente durante a soldagem de pe-

as estruturais como mostrado na Figura 56;


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FLUXOS OK

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a espessura relativa das peas que formam a junta. Se existir a

possibilidade de furar alguma das peas, ser necessrio dire-

cionar o arame para a pea mais espessa.

Figura 56 - Inclinao lateral determinada pelo acesso do bocal

ngulo de ataque

A soldagem em ngulo horizontal pode ser realizada igualmentebem com ngulo de ataque puxando, empurrando ou com o arame na

posio normal. Na soldagem com cordes largos, os efeitos dongulo de ataque so relativamente pequenos. O ngulo de ataque

torna-se importante quando se executam cordes pequenos em

soldagem a altas velocidades. Para depositar cordes a altasvelocidades de soldagem em chapas finas (14 MSG a 16 MSG), um

ngulo de ataque puxando, com um ngulo de 25a 45da vertical

tem se mostrado uma boa opo para manter estvel a tenso doarco.Soldagem em ngulo na posio plana

Alinhamento

Veja a Figura 57a.


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FLUXOS OK

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Inclinao lateral

O arame normalmente mantido na posio vertical (ngulo zero

de inclinao lateral). Ocasionalmente, ao depositar cordes em filete

na posio plana onde almejada penetrao total, o arame ligei-ramente inclinado em relao vertical. Veja a Figura 57b.

ngulo de ataque

Aplica-se o mesmo que na soldagem horizontal em ngulo.

Figura 57 - Alinhamento do arame numa soldagem em ngulo na posioplana

Juntas circunferenciais em conjuntos girantes

Alinhamento

Quando se soldam conjuntos girantes, o arame de solda ali-

nhado de modo semelhante a uma soldagem normal em uma superf-

cie horizontal (veja a Figura 58).


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FLUXOS OK

84

Figura 58 - Posicionamento do arame


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FLUXOS OK

85

Adicionalmente, o arame usualmente posicionado frente do

ponto de tangncia horizontal para evitar os efeitos prejudiciais da

soldagem nas progresses ascendente e descendente. Algumas ve-

zes, quando se soldam peas de pequena espessura e quando sedepositam cordes em filete, esses efeitos das progresses ascen-dente e descendente auxiliam na obteno do perfil desejado para o

cordo de solda. O exato posicionamento deve ser determinado por

tentativas e ajustes (veja a Figura 59a e a Figura 59b).

Figura 59a - Soldagem circunferencial externa

Inclinao lateral

A soldagem circunferencial em peas girantes usualmente no

requer qualquer inclinao lateral do arame de solda.


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ngulo de ataque

Proceder conforme mostrado na Figura 59a e na Figura 59b du-

rante a soldagem circunferencial de peas girantes.

Figura 59b - Soldagem circunferencial interna

Incio da soldagem

A tcnica empregada para iniciar a soldagem em uma aplicaoparticular depender de fatores como o tempo requerido para o incio

relativamente ao tempo total de ajustes e de soldagem, do nmero depeas a serem soldadas e da importncia do incio da soldagem em


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FLUXOS OK

87

um local particular da pea. As diversas tcnicas disponveis so des-

critas abaixo.

Observe que, nas descries, os controles e chaves reais que

so acionados para "iniciar a soldagem" nem sempre so assim de-nominados, visto que sero diferentes dependendo do tipo de equi-pamento em uso. As instrues fornecidas com o equipamento indica-

ro quais os controles a serem usados para fechar o contato, acionar

o deslocamento do cabeote, etc.

Partida apontando o arame

Com um alicate, corte o arame de solda e alimente-o at encos-

t-lo na pea. Adicione o fluxo e inicie a soldagem.

Partida arrastando o arame

Alimente o arame de solda at que ele fique em leve contato com

a pea, adicione o fluxo, acione o deslocamento do cabeote e entoaplique a corrente de soldagem. Por causa do movimento do cabeo-

te, o arame de solda no ir furar a pea.

Incios arrastando o arame so empregados quando a posio deincio no for importante e quando o arco necessitar ser aberto com

certa freqncia, como em soldas circunferenciais em pequenos tan-ques ou em tubulaes. Para tais atividades, o arame de solda pode

ser alimentado, com a pea girando, atravs da camada de fluxo gra-

nulado, desde que seja aplicada uma densidade de corrente razoa-velmente alta.

Partida com l de aoColoque uma bola feita de l de ao com dimetro 10 mm sobre

a pea, bem abaixo do arame de so

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