Instituto Federal de Educação Tecnológica de Santa CatarinaCurso Tecnologia em Mecatrônica

Soldagem com Eletrodo Revestido

Soldagem com Eletrodo Revestido

Soldagem com eletrodo revestido éa união de metais pelo aquecimento oriundo de um arco elétrico entre um eletrodo revestido e o metal de base, na junta a ser soldada.

Responsável pela expansão da soldagem

Versatilidade

Baixo custo

Soldagem com Eletrodo Revestido

História

• 1889 Zerener modificou o sistema Bernados e introduziu mais um eletrodo de carvão.

• Neste caso o arco voltáico se produzia entre os extremos dos eletrodos de carvão.

• 1822 N B Bernados inventou a soldagem a arco voltáico, que consistia em um eletrodo de carvão e o metal de base.

Processo Eslavianoffdesenvolvido em 1890, é uma simplificação do processo Bernados, consistia em colocar um dos polos na própria vareta de material de adição

Em 1905 Oscar Kjellberg (OK = ESAB), inaugurou a época da soldagem moderna com o processo de eletrodo revestido.

História

Arco Voltaico

Inicialmente o arco elétrico foi inventado para produzir luz, hoje em dia utilizamos o arco voltaico para produzir juntas permanentes em metais

É a passagem de corrente elétrica através de um condutor de corrente gasoso. Um gás é condutor de corrente quando está ionizado.

O arco elétrico para soldagem a descarga elétrica tem baixa tensão e alta intensidade de corrente.

Não se utilizam em soldagem tensões superiores a 70V, para assegurar comodidade e segurança para o operador.

Arco Voltaico (CC-)

• Fonte de energia

• Alicate para fixação dos eletrodos

• Cabos de interligação

• Pinça para ligação à peça

• Equipamento de proteção individual

• Equipamento para limpeza da solda

Equipamentos usados na Soldagem

1) Fontes de Energia

Conversor (CC): é um conjunto motor de combustão interna ligado a um gerador elétrico que fornece corrente contínua. É um aparelho caro e exige manutenção permanente.

Transformador (CA): São transformadores monofásicos, é mais barato e mais fácil de se construir, sua manutenção também é menor, o rendimento é maior.

Retificador (CC): É um conjunto de retificadores em série ligados a um transformador na saída deste.

1) Fontes de Energia

Vantagens da corrente alternada

Qualquer material é soldável.Possibilidade de inverter a polaridade.

Elevado fator de potência

Boa qualidade da solda

Desvantagens da corrente alternada

Manutenção cara do equipamento (conversor)

Maior consumo em vazio

Custo elevado do equipamento

Polaridade Direta ou Normal (CC-)

Aquela onde o eletrodo é o cátodo (negativo), é a peça éânodo. Nesse caso o bombardeio de elétrons dá-se na peça, que será a parte mais quente assim funde-se mais a peça e menos o eletrodo no caso de eletrodos consumíveis e nus.

Quando se trata de eletrodos revestidos o efeito é ao contrário.

Polaridade Inversa ou Reversa (CC+)

Aquela em que o eletrodo é o anodo (positivo). Neste caso o bombardeio de elétrons da-se na alma do eletrodo, a qual seráa parte mais quente, funde-se mais rapidamente o eletrodo, se ele é consumível e nú, assim tem-se menor penetração e mais deposição tornando a soldagem mais rápida.

Quando se trata de eletrodos revestidos o efeito é ao contrário.

Com corrente contínua podemos utilizar dependendo do tipo de revestimento, polaridade inversa ou a direta.

O uso da corrente contínua é normalmente associado à melhor estabilidade do arco e qualidade de depósitos.

O uso da corrente alternada reduz a suscetibilidade de sopro magnético, mas a estabilidade e a facilidade de ignição são inferiores. Outro fator éque a queda de tensão ao longo do cabo de ligação é menor.

Corrente contínua e Corrente alternada

2) Alicate para fixação dos eletrodos

Existem duas versões da alicates, uma com o formato de garras e outra no formato de pinças como um mandril de furadeira.

3) Cabos de interligação

O diâmetro dos cabos depende da potência elétrica, do seu comprimento e do tipo de corrente utilizado.

4) Pinça para ligação à peça

As disponíveis no mercado, possuem o formato de garra ou grampos.

5) Equipamento de proteção individual

É o equipamento destinado a proteção do operador constituindo nos casos mais simples de:

Máscara ou capacete equipado com filtros. A seleção dos filtros de proteção depende dos parâmetros de soldagem.

Roupas para a proteção do corpo contra radiação.

Sapatos industriais.

EletrodosConceito:

É um arame metálico revestido que poderáfornecer o metal de adição e por onde vai passar a corrente elétrica proveniente da fonte.

Podem ser revestidos ou nús, consumíveis ou não.

Eletrodos consumíveis não revestidos:

Usados em processos semi-automáticos e automáticos, éfornecido em carretéis e cobreado para resistir a oxidação.

Eletrodos não consumíveis:

São utilizados para emitir arco elétrico sem adicionar material, geralmente tem o ponto de fusão muito alto.

Eletrodos Revestidos

Usado no processo manual é constituído por:

Uma alma metálica de forma cilíndrica.

Um revestimento de composição química muito variada.

O eletrodo no processo de soldagem com elétrodo revestido tem várias funções:

• alma: estabelecer o arco e fornecer metal de adição para a solda.

• revestimento: elétricas, físicas e metalúrgicas.

Funções elétricas do revestimento

Isolamento: O revestimento é um mau condutor de eletricidade, assim isola a alma do eletrodo evitando aberturas de arco laterais, orientando abertura de arco para locais de interesse.

Ionização: O revestimento contem silicatos de Na e K que ionizam a atmosfera do arco. A atmosfera ionizada facilita a passagem de corrente elétrica, dando origem a um arco estável.

Funções físicas ou mecânicas do revestimento

• Fornecer gases para a formação da atmosfera protetora das gotículas do metal contra a ação do hidrogênio e o oxigênio da atmosfera.

• Fundir o revestimento que depois solidifica sobre o cordão de solda, formando uma escória de material não metálico que protege o cordão de solda da oxidação.

• Proporcionar Controle da taxa de resfriamento.

• Contribuir no acabamento do cordão.

Funções metalúrgicas

Proteção do MS (gases e escória)

Desoxidação da poça de fusão

Transferência dos elementos de liga

Constituição do revestimento.

Os revestimentos são constituídos de três grupos.

Revestimento a base mineral.

Revestimento a base de matéria orgânica.

Revestimento básico, ou a base de carboneto de cálcio.

Revestimento a base mineral

(rutílicos)

Fácil soldagem.

Todas as posições.

Escória viscosa.

Média penetração.

Propriedades mecânicas médias.

Revestimento a base de matéria orgânica

(celulósicos).

Concentra menor calor em menor espaço.

Intensa salpicagem.

Arco instável.

Péssimo acabamento.

Faixa muito estreita de regulagem de corrente.

Baixa velocidade de fusão.

Proteção da solda por meio de gases.

Revestimento a base de carboneto de cálcio

(básico)

Ótimas propriedades mecânicas.

Difícil soldagem, porem mais fácil que o celulósico.

Muito mais caros

É indicado para aços de difícil soldabilidade.

São ávidos de umidade.

Classificação de acordo com a AWS (American Welding Society)

De acordo com a AWS os eletrodos revestidos agrupam-se em três classes para:

aços de baixo carbono

para aços de baixa liga

para aços de alta liga.

Os eletrodos são classificados com uma letra e quatro ou cinco algarismos, Exxxyz ou Exxyz. A letra E indicativa de eletrodos para soldagem com arco voltaico. Os primeiros dois ou três algarismos, indicam a carga de ruptura mínima em mil libras por polegada quadrada (100 PSI). O Y indica as posições em que o eletrodo pode soldar, sendo que:

Para aços carbono

1 Representa soldagem em todas posições.2 Representa soldagem na posição plana e horizontal. 3 Representa soldagem na posição plana.O último algarismo representa o tipo de revestimento e a natureza da corrente com que o eletrodo pode ser utilizado e o grau de penetração.

Para aços ao carbono

Para aços de baixa liga

Quando se trata de especificação de eletrodos para aços de baixa liga, adicionalmente à letra e aos algarismos citados, existe ainda um sufixo (letra e número) que indica a composição química do metal depositado.

E XXXYZ-L+NÚMERO

Ex: E7010-A1

Para aços de baixa liga

Para aços de baixa liga

Para aços de alta liga

Os eletrodos para aço de alta liga são especificados, também com a letra E, um conjunto de três dígitos e eventualmente mais um grupo de dois dígitos. Os três primeiros indicam a designação do aço de alta liga e os outros dois indicam o tipo de corrente, o revestimento e as posições de soldagem.

Para aços de alta liga

15 - -CC+. Revestimento: TiO² e silicato de sódio. Soldagem em todas posições

16 - -CC+ e CA. Revestimento: TiO² e silicato de sódio. Soldagem em todas posições.

25 - -CC+. Revestimento Básico(calcáreo). Soldagem nas posições planas e horizontal.

26 - -CC+ CA. Revestimento: TiO² e silicatos. Soldagens nas posições planas e horizontais.

Tabela comparativa Norma Fabricantes

Características operacionais

1 - Posição de soldagem

Plana

Horizontal

Vertical ascendente

Vertical descendente

Sobre cabeça.

2 - Inclinação do Eletrodo

A inclinação é feita em relação ao eixo do cordão, é muito importante pois se utilizado uma inclinação incorreta, poderá aparecer inclusão de escória, mordeduras, desigualdades na perna do filete, recobrimento, etc.

3 - Oscilações com Eletrodo

Oscilando o eletrodo da esquerda para a direita, ou vice versa em relação a direção do eixo da solda, obtém-se um cordão largo e de pouca espessura, comparado a um cordão continuo e uniforme, a oscilação mal conduzida, pode acarretar mordeduras e inclusão de escória.

4 - Comprimento do Arco. A condição básica para se obter uma boa solda devido ao seu efeito na velocidade de soldagem e na eficiência do metal depositado, o comprimento máximo é dado pelo diâmetro da alma do eletrodo.

5 - Velocidade de Avanço

Na soldagem a velocidade de avanço éproporcional a velocidade de fusão. A velocidade de soldagem será fixada pela habilidade do soldador, nos limites de uma boa aparência.

6 - Diâmetro do Eletrodo. Para um dado serviço, o diâmetro do eletrodo dependerá: da espessura da chapa, do tipo e posição da junta e do tipo de penetração. Quanto maior o diâmetro da alma do eletrodo maior a corrente.

7 - Secagem do eletrodo.

Parâmetros de soldagem para o processo de soldagem manual com eletrodo revestido:• V=velocidade de soldagem;• d=diâmetro do eletrodo;• a= comprimento do arco voltaico;• T=temperatura de preaquecimento;• U=tensão de soldagem;• I= corrente de soldagem

PARÂMETROS DE SOLDAGEM

Os parâmetros de soldagem, portanto, devem ser regulados antes da soldagem e , durante a soldagem, devem ser permanentemente monitorados.

• V=velocidade de soldagem;• d=diâmetro do eletrodo;• a= comprimento do arco voltaico

• T=temp de preaquecimento;• U=tensão de soldagem;• I= corrente de soldagem

PARÂMETROS DE SOLDAGEM

Fatores a considerar na escolha de um eletrodo revestido

1 - O metal de base: é necessário conhecer de forma mais completa possível as propriedades do metal de base.

2 - A espessura do metal de base: éimportante pois é a partir desta que se regula os parâmetros de soldagem

3 - Junta a soldar: eletrodos com penetração baixa utilizam chanfro para assegurar a penetração completa. Eletrodos de penetração grande aceitam chanfros retos e frestas mínimas.

4 - Posição de soldagem: havendo condições todas soldas devem ser feitas em posição plana, é a mais rápida, fácil e econômica, permitindo eletrodos para esta posição de altíssimo rendimento.

5 - Tipo de corrente de soldagem: A corrente de soldagem deve merecer a devida consideração, sendo decorrente do tipo de fonte disponível. Existem eletrodos que soldam somente corrente contínua positiva, outros CA e CC positiva. Os eletrodos que soldam CA soldam com CC e nem todos que soldam CC soldam com CA.

6 - Soldador: Deve-se exigir deste profissional apenas habilidade executiva??????

7 - Condições circunstanciais:

7.1 - Condições de umidade relativa do local de trabalho, diretamente ligado a questões de armazenagem e cuidados com os eletrodos.7.2 - Proteção contra os ventos que por ventura existam no local de trabalho, os celulósicos são mais aconselhados em condições adversas de tempo devido ao volume de gases que emanam do seu revestimento.

7.3 - O estado superficial do metal de base, se existir pinturas, ferrugem, óleo, o eletrodo do tipo básico será o mais prejudicado apresentando acentuada tendência a porosidade no cordão de solda.

Preparação e limpeza das juntas

As peças a serem soldadas, devem ser

isentas de óleo, graxa, ferrugem, tinta,

resíduos de exame por liquido penetrante,

areia e fuligem do pré-aquecimento a gás,

numa faixa de no mínimo 20mm de cada

lado das bordas.

Aplicações

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