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SOLDAGEM

Alcantaro Corrêa Presidente da FIESC

Sérgio Roberto Arruda

Diretor Regional do SENAI/SC

Antônio José Carradore

Diretor de Educação e Tecnologia do SENAI/SC

Marco Antônio Dociatti

Diretor de Desenvolvimento Organizacional do SENAI/SC

FIESC

SENAI

Federação das Indústrias do Estado de Santa Catarina

Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial

Departamento Regional de Santa Catarina

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Florianópolis – 2004

Não pode ser reproduzido, por qualquer meio, sem autorização por escrito do SENAI DR/SC.

Equipe Técnica:

Organizadores: Adriano Fernandes Cardoso Narciso Abel de Col

Coordenação: Adriano Fernandes Cardoso Osvair Almeida Matos Roberto Rodrigues de Menezes Junior

Produção Gráfica: César Augusto Lopes Júnior

Capa: César Augusto Lopes Júnior

Solicitação de Apostilas: [email protected]

S474s

SENAI. SC. Soldagem. Florianópolis: SENAI/SC, 2004. 90 p.

1. Solda. 2. Processo de Soldagem. 3. Soldagem. I. Título

CDU: 621.79 Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional de Santa Catarina www.sc.senai.br

Rodovia Admar Gonzaga, 2765 – Itacorubi. CEP 88034-001 - Florianópolis - SC Fone: (048) 231-4290 Fax: (048) 234-5222

SUMÁRIO

1 Solda............................................................................................................................ 7

1.1 Conceitos Fundamentais ...................................................................................... 7 1.2 Aspectos Gerais ................................................................................................... 7 1.3 Classificação dos Processos de Soldagem .......................................................... 7

2 Diferença Entre Soldagem de Revestimentos e Soldagem por União ........................ 8 2 Diferença Entre Soldagem de Revestimentos e Soldagem por União ........................ 9 3 Soldabilidade dos Aços-Carbono Comuns Segundo a Norma DIN 17100................ 10 4 Máquinas de Solda .................................................................................................... 11

4.1 Transformador .................................................................................................... 11 4.1.1 Características ............................................................................................. 12 4.1.2 Vantagens.................................................................................................... 12 4.1.3 Desvantagens .............................................................................................. 12 4.1.4 Manutenção ................................................................................................. 13

4.2 Retificador........................................................................................................... 13 4.2.1 Constituição ................................................................................................. 13 4.2.2 Vantagens.................................................................................................... 13

4.3 Gerador............................................................................................................... 14 4.3.1 Características ............................................................................................. 15 4.3.2 Vantagens e Desvantagens......................................................................... 15 4.3.3 Condições de Uso ....................................................................................... 15

5 Ferramentas .............................................................................................................. 16 5.1 Introdução ........................................................................................................... 16

6 Equipamentos de Proteção ....................................................................................... 19 6.1 Máscaras ............................................................................................................ 19

6.1.1 Tipos ............................................................................................................ 19 6.1.2 Condições de uso ........................................................................................ 19

6.2 Óculos de Segurança ......................................................................................... 20 6.2.1 Condições de Uso ....................................................................................... 21 6.2.2 Cuidados...................................................................................................... 21

6.3 Vestimenta de Couro .......................................................................................... 21 6.3.1 Luvas ........................................................................................................... 22 6.3.2 Avental ......................................................................................................... 22 6.3.3 Casaca......................................................................................................... 22 6.3.4 Mangas ........................................................................................................ 23 6.3.5 Polainas ....................................................................................................... 23

7 Noções de Eletricidade Aplicada à Soldagem ........................................................... 24 7.1 Corrente Elétrica ................................................................................................. 24 7.2 Tipos de Corrente Elétrica .................................................................................. 24 7.3 Tensão Elétrica ................................................................................................... 25 7.4 Resistência Elétrica ............................................................................................ 27 7.5 Arco Elétrico ....................................................................................................... 27 7.6 Efeito da Tensão Elétrica na Soldagem ............................................................. 28 7.7 Polaridades ......................................................................................................... 29

8 Variáveis que Influenciam na Soldagem ................................................................... 31 8.1 Ajuste de Corrente .............................................................................................. 31 8.2 Comprimento do Arco ......................................................................................... 31 8.3 Velocidade de Avanço ........................................................................................ 32 8.4 Ângulo do Eletrodo ............................................................................................. 32

9 Fatores para uma Boa Soldagem.............................................................................. 33 9.1 Preparação para a Soldagem ............................................................................. 33 9.2 Início do Cordão de Solda .................................................................................. 33

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9.3 Término do Cordão de Solda.............................................................................. 33 10 Eletrodos para Soldagem Manual a Arco ................................................................ 34

10.1 Tipos de Eletrodo.............................................................................................. 34 10.2 Tipos de Revestimento do Eletrodo.................................................................. 34 10.3 Funções do Revestimento ................................................................................ 36

10.3.1 Função Elétrica .......................................................................................... 36 10.3.2 Função Metalúrgica ................................................................................... 36 10.3.3 Função Física ............................................................................................ 36

11 Classificação de Eletrodos ...................................................................................... 38 11.1 Classificação ABNT .......................................................................................... 38 11.2 Classificação dos Eletrodos Revestidos, de Aço Carbono, para Soldagem a Arco (Especificações AWS A5. 1-78 e AWS A5. 5-69 Respectivamente)................ 39

12 Armazenamento e Cuidados com os Eletrodos ...................................................... 43 12.1 Ação Mecânica ................................................................................................. 43 12.2 Absorção de Umidade ...................................................................................... 43 12.3 Ressecagem dos Eletrodos .............................................................................. 44 12.4 Envelhecimento ................................................................................................ 44 12.5 Eletrodos de Carvão (Grafite) ........................................................................... 44 12.6 Soldagem (Qualidade, Características e Recomendações) ............................. 46 12.7 Eletrodos (Movimentos) .................................................................................... 48 12.8 Juntas ............................................................................................................... 48 12.9 Posições de Soldar ........................................................................................... 51

13 Processo Oxiacetilênico .......................................................................................... 53 13.1 Equipamento para Soldagem Oxiacetilênica .................................................... 53 13.2 Chama Oxiacetilênica ....................................................................................... 53 13.3 Temperaturas de Combustão nas Diferentes Zonas de Chama Oxiacetilênica. .................................................................................................................................. 54

14 Soldagem Mig/Mag.................................................................................................. 60 14.1 Processo de Soldagem..................................................................................... 60 14.2 Gases de Proteção ........................................................................................... 60 14.3 Mistura de Gases.............................................................................................. 61 14.4 Transferência do Metal de Adição .................................................................... 62

15 Soldagem TIG (Tungstênio Inerte Gás)................................................................... 68 15.1 Vareta de Solda para Soldagem TIG em Aço Carbono Comum Segundo a Norma AWS A.5.18-79 ............................................................................................. 69 15.2 Eletrodo de Tungstênio Segundo a Norma AWS A5. 12-69............................. 69 15.3 Preparação da Extremidade do Eletrodo de Tungstênio .................................. 70 15.4 Consumo e Vazão do Gás de Proteção em Litros por Minuto ......................... 73

16 Terminologia Básica ................................................................................................ 74 17 Defeitos, Causas e Soluções na Soldagem ............................................................ 80 18 Simbologia da Soldagem......................................................................................... 85 Referências Bibliográficas ............................................................................................ 90

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• Soldagem: é o processo de união de duas ou mais partes metálicas pela aplicação de calor, pressão ou ambos, garantindo-se na junta a continuidade das propriedades físicas, químicas e mecânicas.

• Solda: é a zona de união das peças que foram submetidas a um processo de soldagem.

�� A soldagem pode ser encarada segundo dois aspectos:

• Reparo • Fabricação

A soldagem solicita diversos ramos do conhecimento humano: física, química, meta- lurgias, eletrotécnica, mecânica, resistência dos materiais e conhecimento sobre os problemas inerentes à produção industrial.

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• Por fusão: é obtido pela solubilidade, na fase líquida das partes a unir e subseqüentemente solidificação da junta.

• Por pressão: é obtida pela solubilização, na fase sólida das partes a unir. Na soldagem por pressão aquece-se os materiais a soldar e se faz a solubilização pastosa por pressão. Na soldagem por fusão os materiais de adição e de base são fundidos e solubilizados no estado líquido.

O material de adição devendo solubilizar-se com o de base no estado líquido deverá ter pontos de fusão igual ou aproximadamente igual ao deste. Ao contrário do que o- corre na soldagem propriamente dita, na brasagem não há continuidade das propriedades físicas, químicas e mecânicas, já que se unem as partes por meio de materiais metálicos fusíveis, cujo ponto de fusão é menor que os das peças a unir.

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• A chama

• Oxacetilênica • Oxihídrica • Oxipropânica

• A arco

• Encoberto

• Com fio contínuo • Com fita contínua

Por fusão

• Com eletrodos auto-protegidas

• Eletrodo revestido • Eletrodos tubulares

• Descoberto

• Com eletrodos

imersos em atmosfera protetora

• MIG/M

AG

• Em banho de escória • Raio laser • Plasma

Por pressão

• Na forja • Indução • Ultra-som • atrito • A resistência elétrica

• Por sobreposição

• Por pontos • Por costura • Por relevos

• De topo

• Por resistência pura • Por centelhamento

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��!�"#"$%��"$&#"��"'��"�#"("�&!'"$&��"��)��"'��#�*$!+��

�Revestimento: O material de adição apresenta geralmente, outras propriedades diferentes em relação ao material de base, por exemplo, dureza, resistência ao desgaste e a corrosão.

Soldagem de revestimento União: O material de adição apresenta, na maioria dos casos, propriedades idênticas as do metal de base. Por exemplo: tenacidade, resistência, deformação.

Soldagem de união �� 9 ��

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Soldabilidade dos aços-carbono

Aços-carbono comuns e de baixa liga, segundo a norma DIN 17100, apresentam boa soldabilidade para teores de carbono até 0,22%.

• Boa soldabilidade: St 37, St 44, St 52. • Soldabilidade limitada: St 50, St 60, St 70. • Soldabilidade restrita: St 33.

Obs: os aços que apresentam soldabilidade limitada podem apenas ser soldados mediante autorização do responsável técnico pela obra. Chapas finas apresentam sempre boa soldabilidade.

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1. Transformadores; 2. Retificadores; 3. Soldagem semi-automática MIG/MAG.

/��&��Aparelho elétrico que transforma a corrente alternada, baixando a tensão da rede de alimentação a uma tensão e intensidade adequada para soldar. Esta corrente alternada de baixa tensão (65 a 75 volts no vácuo) e de intensidade regular, permite obter a fonte de calor necessária para a soldagem.

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O transformador consta de: Um núcleo que está composto de lâminas de aço ao silício e de dois enrolamentos de arame (bobinas); o de alta tensão e o de baixa tensão chamado secundário. A corrente que provêm da linha circula pelo primário. Os transformadores são construídos para diferentes tensões, a fim de facilitar a sua conexão em todas as redes de alimentação.

Composição do transformador

A transformação elétrica se explica de forma seguinte: a corrente elétrica que circula pelo primário gera um campo de linhas de força magnética no núcleo. Este campo atuando sobre o enrolamento secundário, produz neste, uma corrente de baixa tensão e alta intensidade, a qual se aproveita para soldar.

4.1.1 Características

A regulagem da intensidade faz-se comumente por dois sistemas:

• Regulagem por bobina móvel; • Consiste em afastar o primário do secundário entre si.

Características do transformador Obs: Este sistema e recomendável por sua regulagem progressiva.

4.1.2 Vantagens

O uso do transformador se generalizou por:

• Baixo custo de aquisição; • Maior duração e menor gasto de manutenção; • Maior rendimento e menor consumo vazio; • Menor influência do sopro magnético.

4.1.3 Desvantagens

Entre suas desvantagens se pode mencionar:

• Limitação no uso de alguns eletrodos; • Dificuldade para estabelecer e manter o arco.

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4.1.4 Manutenção

• Deve conservar-se isento de pó. Precaução: toda ação de limpeza deve realizar-se com a máquina desconectada. Ao colocá-la deve-se escolher um lugar seco fixando na mesma uma conexão a terra.

/��# ��É uma máquina que transforma e retifica a corrente alternada, em outra contínua pul- satória, muito semelhantes à corrente do gerador.

A aplicação desta classe de corrente, permite realizar soldagens com qualquer tipo de eletrodos.

4.2.1 Constituição

É constituído de um transformador e um retificador. Possui também um ventilador, para a refrigeração das placas retificadoras.

Os retificadores mais usados e de maior efetividade, são os formados por placas de selênio, conhecidos por retificadores secos.

Ventilador

Placa Retificadora

Boninas secundárias

4.2.2 Vantagens

Constituição do retificador

• Podem dispor de ambas as correntes, alternada e contínua; • Fornece corrente de grande estabilidade e de afinada regulagem, especi-

almente nas ordens baixas; • Permitem uma carga uniforme nas primeiras três fases de alimentação; • Baixo custo de manutenção; • É silencioso.

Obs: verifique o funcionamento do ventilador, porque sua paralisação provoca superaquecimento e estraga as placa.

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/�� As máquinas deste tipo geram corrente contínua de baixa tensão, utilizada para soldar.

Estão compostas por um motor, com o qual é possível a obtenção de energia, mecâni- ca sob a forma de movimento giratório. Este movimento é transmitido mediante um eixo comum ao gerador propriamente dito e permite obter neste, a corrente adequada para a soldagem.

Existem dois tipos de máquinas de soldar, e estão caracterizadas por seu sistema de propulsão, a saber:

• Acionadas por motor elétrico.

Gerador de motor elétrico

Esquema de ligação estrela-triângulo do gerador �� 14 ��

• Acionadas por motor a combustão.

Gerador por combustão

São conhecidas também como máquinas rotativas, por seu sistema de funcionamento.

4.3.1 Características

Sua característica principal é o tipo de corrente de saída, apta para todo tipo de eletrodo.

4.3.2 Vantagens e Desvantagens

Em alguns tipos de máquinas, se pode também selecionar a voltagem de saída. A maior vantagem das máquinas acionadas por motor a combustão, é a possibilidade de soldar em regiões onde não há energia elétrica. O uso deste tipo de máquina está limitado por seu alto custo de aquisição e manutenção.

As vantagens destas classes de máquinas são:

• Possuir estabilidade no arco; • Dispor da polaridade que o eletrodo requeira; • Ter ajuste progressivo da intensidade.

4.3.3 Condições de Uso

As máquinas devem ser usadas sem exceder a duração de carga, esta vem indicada na placa de especificações técnicas.

Precauções

• Deve se fazer revisão periódica no coletor e nas escovas; • Verificar o sentido de rotação cada vez que se mudar sua instalação na re-

de; • As máquinas de combustão devem ser abastecidas de combustível com o

motor parado. �� 15 ��

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��2��!��Além da fonte de energia que chamamos de máquina de soldar, outros acessórios e ferramentas são utilizados para executar as operações de soldagem. Uns servem para transportar a corrente da fonte até o local de soldagem, outros para preparação da solda e outros ainda, para a limpeza durante a execução da solda.

São acessórios nas operações de soldagem:

• Cabo de solda; • Porta-eletrodo; • Grampo obra (ligação à massa – peça obra ou mesa de trabalho).

Cabo de solda: É constituído por um núcleo, formado por grande quantidade de fios de cobre, recoberto com material isolante. Serve para fazer a ligação do porta-eletrodo e do grampo terra à fonte de energia.

Cabo de soldagem Observações

• A grande quantidade de fios de cobre permite ao cabo maior flexibilidade

nos movimentos executados nas operações de soldagem; • O diâmetro do cabo depende da intensidade da corrente a ser utilizada e da

distância entre a máquina e o posto de soldagem. Conhecendo-se a distância entre a máquina de trabalho e a intensidade de corrente a usar, recorre-se a tabela abaixo para encontrar a bitola conveniente, evitando, com isso, perda de corrente, aquecimento ou superdimensionamento do cabo.

TABELA 1 – CORRENTES MÁXIMAS ADMISSÍVEIS EM AMPÈRES

Distâncias da máquina ao eletrodo

Até 15m De 15 a 30m De 30 a 75m

Bitola AWG

200A 300A 375A 450A 550A

150A 250A 300A 400A 500A

100A 175A 200A 250A 300A

2 1/0 2/0 3/0 4/0

Bitola AWG Seção mm² Formação Espessura de proteção mm

Diâmetro externo mm

Peso Kg/m

2 1/0 2/0 3/0 4/0

33,62 53,49 67,43 85,01 107,20

666/0,254 1036/0,254 1332/0,284 1342/0,284 1647/0,286

2,4 2,7 2,9 3,1 3,3

13,5 16,3 18,2 20,1 22,1

0,435 0,655 0,830 1,040 1,280

* Na coluna Formação você encontrará o número de fios do cabo e o diâmetro em milímetros de cada fio.

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Exemplo de leitura 666 = número de fios do cabo 0,254 = diâmetro em mm de cada fio

Porta-eletrodo: É um acessório que serve para prender o eletrodo através de suas garras de contato. É constituído de cobre com suas partes externas totalmente isola- das.

Seu tamanho e isolação variam de acordo com a intensidade da corrente a ser utilizada.

porta-eletrodos Características

Os porta-eletrodos devem ser leves e equilibrados, para evitar a fadiga e assegurar manipulação rápida. Devem estar térmica e eletricamente isolados.

Condições de uso

A união de contato no porta-eletrodo deve ser segura e permitir a passagem da corrente sem oferecer resistência.

As mandíbulas devem estar limpas de tal forma que o eletrodo se ajuste perfeitamente nas ranhuras das mordentes.

Não se deve submeter o porta-eletrodo a amperagens que excedam sua capacidade. Obs: o porta-eletrodo é conhecido também como “alicate porta-eletrodo” ou “pinça porta-eletrodo”.

Grampo terra: É um acessório de conexão do cabo obra à peça, construído de cobre; bronze (podendo ser de alumínio, menos recomendado).

Obs: grampo obra = grampo massa.

Grampo terra �� 17 ��

Martelo picador: Ferramenta usada para remover a escória e os respingos da solda. Obs: martelo picador – picadeira ou martelo bate-escória.

Martelo picador Escova de aço: Está formado por um conjunto de arames de aço e um cabo de madeira por onde se segura.

Escova de aço �� 18 ��

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��3��'4��Os arcos elétricos de soldagem ou corte emitem raios ultravioletas e infravermelhos. Exposições de longa duração podem provocar queimaduras graves e dolorosas da pele e danos permanentes para os olhos.

6.1.1 Tipos

Há máscaras de soldar de diferentes desenhos e materiais com adaptação protetora para os olhos usada quando se limpa a escória (A). As máscaras de sustentação manual (B) têm aplicação em trabalhos de armação e ponteação por soldagem. Seu uso não é conveniente em trabalhos em alturas ou onde o operador necessite segurar pe- ças ou ferramentas. Também existem as máscaras de solda com filtro de escureci- mento automático de tonalidade variável (C).

A B C

Tipos de máscaras

6.1.2 Condições de uso

As máscaras devem ser usadas em posição correta e com jogo completo de vidros.

Vidro branco

Fibra

Vidro escuro

Vidro branco

CONJUNTO DE VIDROS O vidro neutralizador deve ser selecionado de acordo com a amperagem utilizada. Deve manter uma boa visibilidade trocando o vidro protetor, quando este apresente excesso de projeções. Evite as infiltrações de luz na máscara. Esta não deve ser exposta ao calor nem a golpes. Devem ser leves e sua braçadeira ajustada para segurá-la bem na cabeça. Requerem um mecanismo que permita acioná-las comodamente. A substituição dos vidros deve ser feita mediante um mecanismo de fácil manejo.

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A tabela abaixo orienta quanto à opacidade recomendada para a proteção em função do processo e da faixa de corrente usada.

Como regra geral, iniciar com uma opacidade alta demais para que se veja a zona do arco; reduzir então a opacidade que se tenha uma visão adequada da área de soldagem, sem problema para os olhos.

Tabela 2 - filtros recomendados (adaptados da norma de segurança ANSI z49.1)

PROCESSO CORRENTE OPACIDADE

Goivagem a arco Plasmacorte

Soldagem a plasma

Soldagem com eletrodo revestido

Soldagem MIG/MAG

Soldagem TIG

Até 500A 12 De 500 até 1.000A 14 Até 300A 9 De 300 até 400A 12 De 400 até 800A 14 Até 100A 10 De 100 até 400A 12 De 400 até 800A 14 Até 160A (até 4mm) 10 De 160 até 250A (de 4 a 6mm) 12 De 250 até 550A (acima de 6mm) 14 De 60 até 160A 11 De 160 até 250A 12 De 250 até 500A 14 Até 50A 10 De 50 até 150A 12 De 150 até 500A 14

3��5��

Os óculos de segurança são elementos utilizados para proteger os olhos do operador, quando este realiza trabalhos de limpeza, esmerilhado, torneado, retificado, soldagem, ou outra operação onde se requer a proteção da vista. Existem vários tipos de óculos.

Tipos de óculos de segurança �� 20 ��

Geralmente a armação está constituída de plástico ou metal, permitindo a substituição do vidro ou plástico transparente quando este se estraga. Os óculos de proteção devem ser de fácil colocação, resistentes e adaptáveis à configuração do rosto. Existem também elementos de proteção em forma de máscara, que além dos olhos também protege o rosto; esta mascara deve ajustar-se à cabeça com firmeza para evitar sua queda.

Outros elementos de proteção 6.2.1 Condições de Uso

• Limpar os óculos antes de usá-lo para obter melhor visibilidade; • Trocar seu elástico quando perder a elasticidade.

6.2.2 Cuidados

• Guardar os óculos em seu estojo após o uso; assim os proteger em caso de

quedas ou golpes; • Deve-se evitar por os óculos em contato direto com peças quentes.

OBSERVAÇÕES

• Em soldagem oxiacetilênicas utiliza-se óculos de tonalidade verde cuja gra-

duação encontra-se numerada, sendo a mais utilizada a de nº 6; • Em tratamento térmico deve-se usar óculos com a tonalidade azul.

3��( �� É constituída por elementos confeccionados em couro, que são usados pelo soldador para proteger-se do calor e das irradiações produzidas pelo arco elétrico. É composta por: luvas, avental, casaca, mangas e polainas.

�� 21 ��

6.3.1 Luvas São de couro ou asbestos e sua forma vária conforme exemplos abaixo. As luvas de asbesto justificam seu uso somente em trabalhos de grande temperatura.

Deve evitar-se segurar peças muito quentes com as luvas, devido ao calor porque elas se deformam e perdem sua flexibilidade.

Luvas de proteção 6.3.2 Avental

É de forma comum ou com protetor para pernas. É usado para proteger a parte ante- rior do corpo e as pernas até os joelhos.

Avental 6.3.3 Casaca

Utiliza-se para proteger especialmente os braços e parte do peito. Seu uso é freqüente quando se realizam soldagens em posição vertical, horizontal e sobre cabeça.

Casaca �� 22 ��

6.3.4 Mangas Esta vestimenta tem a finalidade de proteger somente os braços do soldador. Tem maior uso em soldagens que se realizam em bancadas de trabalho e em posição horizontal.

Existe outro tipo de manga em forma de jaleco que cobre também parte do peito.

Mangas 6.3.5 Polainas

Este elemento é utilizado para proteger parte das pernas e os pés do soldador. As polainas podem ser substituídas por botas altas e lisas com biqueiras de aço.

Polainas Características

São confeccionados com couros cromados, flexíveis, leves e curtidos com sais de chumbo para impedir as radiações do arco elétrico.

Conservação

É importante manter estes elementos em boas condições de uso, sem furos e rasgos, e sua abotoadura em perfeito estado.

Deve-se conservá-los limpos e secos, para assegurar um bom isolamento elétrico.

�� 23 ��

-�$�%6"��"�"�"&#!!��"��!��7��"'��

��-�� "�8��Chamamos de corrente elétrica ao movimento ordenado de cargas elétricas através de um corpo.

-��&�� "�8��Corrente Contínua

É aquela que circula sempre no mesmo sentido.

A fonte fornecedora de corrente mantém constante sua polaridade, ou seja:

• O borne negativo sempre será negativo; • O borne positivo sempre será positivo.

+

-

Tensão contínua

Corrente Alternada

É aquela que passa através de um corpo sofrendo inversão de sentido em intervalos regulares de tempo, caminhando primeiro num sentido e depois no outro. Cada borne, ora será negativo, ora será positivo.

�� 24 ��

��

�

+ Meia-onda positiva Meia-onda negativa

+ +

-

-

Tensão alternada Intensidade da corrente elétrica: A corrente elétrica seja ela alternada ou contínua pode ter sua intensidade medida. Para medir a intensidade da corrente usa-se a unidade de medida chamada ampère, que é representada pela letra A. Portanto, é correto dizer que num determinado instante a intensidade da corrente circulante pelo eletrodo é de 200A.

-��& ��"�8��Já foi visto que corrente elétrica é um movimento ordenado de cargas elétricas através de um corpo. Estas cargas, porém, não se movem sem que haja uma força atuando sobre elas, fazendo-as circular. A essa força atuante dá-se o nome de tensão elétrica. Portanto, tensão elétrica é a força que movimenta as cargas elétricas através de um corpo e que tem como unidade de medida o volt, que é representado pela letra V, U ou E.

Resistência

Intensidade da corrente

A bomba produz pressão

Volume circulante

A fonte da corrente elétrica produz tensão

Resistência

Comparação entre circuito hidráulico e elétrico �� 25 ��

TABELA 3 – GRANDEZAS NO CIRCUITO

Grandeza Hidráulica Elétrica

Símbolo Unidade

Pressão Volume circulante Oposição ao fluxo

Tensão V Intensidade da corrente A

Resistência elétrica �

Volt Ampére Ohm

Tensão

Intensidade da corrente = Re sistência

V

I = R

Circuito hidráulico

A força motriz do fluxo hidráulico pode ser obtida por meio de pressão da bomba. O volume circulante é o fluxo no tubo condutor. Ele cresce com o aumento da pressão. O estreitamento obtido por meio de um registro de água e todas as outras resistências relativas à tubulação reduz o fluxo de água, aumentando a pressão.

Circuito elétrico

A forma motriz da corrente elétrica é obtida sob forma de tensão (V), por meio da fonte de corrente elétrica, em volt.

A corrente elétrica é obtida por movimento de elétrons no condutor elétrico. A intensidade de corrente I, em ampère, é equivalente a um determinado número de elétrons por segundo. Ela cresce com o aumento de tensão. A resistência elétrica (R), em � (ohm), é obtida por meio de um condutor elétrico com baixo valor de condutividade elétrica, por exemplo, o arco elétrico. Todos os tipos de resistência elétrica provocam uma queda na intensidade de corrente.

Circuito de soldagem

O arco elétrico é a principal resistência nesse tipo de circuito, determinando os valores da corrente de soldagem e da tensão do arco elétrico.

Nos cabos de solda, se encontram resistências de valores muito pequenos.

No comportamento de uma corrente elétrica de soldagem, se distinguem três tipos de tensões:

• Tensão sem carga: é a tensão antes de iniciar o arco (60 a 70V aproxima-

damente); • Tensão de abertura do arco: é a tensão no momento de se fazer o arco

(mínima); • Tensão de trabalho: é a tensão durante a soldagem (30V aproximadamen-

te). Na soldagem com corrente alternada, seleciona-se somente a intensidade de corrente (amperagem) requerida. Para a soldagem com corrente contínua, existem aparelhos que exigem a reguiagem também da tensão. Na corrente contínua (polaridade, esta troca de polaridade, vem indicada nos folhetos sobre elétrodos. Para calcular a intensidade normal de um eletrodo, se toma como base 35A por cada milímetro de espessura do núcleo).

�� 26 ��

-�/�# ��9��"�8��É a dificuldade que um corpo oferece à passagem da corrente elétrica e sua unidade de medida é o ohm, que é representado pela letra grega �. A corrente elétrica ao atra- vessar um corpo encontra dificuldade e gera calor. Este calor pode ser desejável, como no caso do chuveiro elétrico, ou desejável como no caso de um mau contato numa conexão elétrica. Na soldagem elétrica devemos evitar o aquecimento indesejável em:

• Mau contato entre o grampo terra e massa. • Mau contato entre o cabo elétrico e o porta-eletrodo. • Mau contato entre os terminais do cabo elétrico e os bornes da máquina. • Seccionamento parcial dos cabos elétricos. • Grampo terra danificado.

Obs: ao fazer uma conexão elétrica deve-se tomar o cuidado de fazê-la corretamente para que não ocorra mau contato e a conseqüente perda de energia elétrica em gera- ção de aquecimento indesejável.

• Materiais condutores: São corpos que permitem a passagem de corrente

elétrica com relativa facilidade. Os mais usados são o de cobre e o alumí- nio.

• Materiais isolantes: São corpos que dentro de uma determinada faixa de tensão, não permitem a passagem da corrente elétrica. Os mais usados são o da borracha, a mica, a porcelana e a baquelita.

�� É o fenômeno físico produzido pela passagem de corrente elétrica através de um gás. As condições para abertura do arco são obtidas através de uma diferença de potencial elétrico entre a peça e o eletrodo, gerando uma zona de alta temperatura a qual é a- provada como fonte de calor.

O arco elétrico também chamado de arco voltaico desenvolve uma elevada energia em forma de luz e calor, podendo chegar a uma temperatura de 6000ºC (eletrodo revestido).

A formação de arco pode ser feita de duas maneiras:

• Por riscamento; • Por curto-circuito (pequenas batidas).

�� 27 ��

É importante sabermos que um arco de comprimento excessivo produz perdas de calor e aumenta o consumo de energia, provoca perdas de material devido ao aumento dos salpicos, a solda não será boa, uma vez que facilita a absorção de oxigênio e ni- trogênio do ar.

Esquema de soldagem a arco elétrico

-�3�"� ��& ��"�8�� A tensão faz com que a corrente elétrica prossiga circulando, mesmo depois que o eletrodo é afastado da peça, fazendo com que o arco elétrico se mantenha. O arco produz alta temperatura, fundindo o material do eletrodo e da peça, formando a solda.

Efeito da tensão elétrica Sentido de circulação da corrente elétrica: A corrente sempre circula do pólo negativo (-) para o positivo (+).

�� 28 ��

��

��

No processo de soldagem, quando a máquina de solda está operando, a corrente elé- trica sai pelo borne A, desloca-se pelo cabo até a peça que está sendo soldada; provoca a fusão do material da peça com o material do eletrodo através do arco elétrico, passa pelo eletrodo e retorna ao borne B através do cabo, entra novamente na máqui- na e, pelo circuito interno, torna a cair pelo borne A.

CC +

CC -

Circuito soldagem – polaridades

Na solda com corrente contínua, o eletrodo deve ser ligado ao terminal correto, positivo ou negativo, de acordo com o especificado. A polaridade pode ser trocada por uma chave de soldagem, ou pela inversão dos cabos no borne de saída da máquina.

O tipo de polaridade a ser usado é determinado pelo tipo de elétrodo, conforme indica a tabela de eletrodos.

O sopro magnético é uma das grandes dificuldades que o soldador encontrará, principalmente na soldagem por arco de corrente contínua. O sopro magnético produz-se por forças eletromagnéticas, estas atuam sobre o arco elétrico, especialmente quando este se encontra sobre bordos extremos ou partes da peça que tem forma aguda, produzindo flutuações no arco, com direções diversas e movimentos violentos, como se vê na figura ao lado.

CC - (direta) Sopro magnético

�� 29 ��

A distorção do campo magnético é causada porque o arco não vai pelo caminho mais curto do eletrodo à peça, desviando pelos campos magnéticos que aparecem na mesma, produzidos por intensidade de corrente necessária para soldar.

Quando se apresenta este fenômeno o soldador, tem vários meios à sua disposição para elimiar o efeito do sopro magnético. Para eliminar o efeito do sopro magnético deve-se:

Distorção do campo magnético

• Manter inclinado o eletrodo (é o primeiro recurso para evitar este fenôme- no);

• Colocar a conexão de massa ou retorno, no lugar mais próximo da peça a soldar;

• Colocar duas conexões a massa, uma na peça e a outra na mesa de trabalho;

• Usar blocos de aço, para alterar o curso magnético ao redor do arco; • Usar um arco elétrico curto; • Soldar com corrente alternada.

�� 30 ��

:�(�#!0("!��1*"�!$��*"$!�'�$��"'��

�Na soldagem a arco, diversas variáveis devem ser levadas em conta, principalmente as seguintes:

• Ajuste da corrente; • Comprimento do arco; • Velocidade de avanço; • Ângulo do eletrodo.

Vamos em seguida analisar cada uma delas.

:��;�� Quando o diâmetro do eletrodo vem indicado em milímetro aplica-se a constante 40, ou seja; para cada 1mm usa-se 40A.

Exemplo: Calcular a intensidade da corrente conveniente para soldar com eletrodo revestido 3,2mm de diâmetro.

Solução

Se para cada 1mm usa-se 40A, multiplicando-se 3,2mm por 40A, vamos encontrar a amperagem aproximada para soldar com eletrodo de 3,2mm de diâmetro. Então, só 3,2 x 40 = 128, para soldar com eletrodo revestido de 3,2mm de diâmetro usa-se a- proximadamente 128A.

:�� Para determiná-lo, aplica-se a seguinte regra:

O comprimento do arco nas soldagens com eletrodos revestidos deve ser igual ou ligeiramente inferior ao diâmetro do núcleo do eletrodo que está sendo usado.

Exemplo: O comprimento do arco, para um eletrodo revestido de 1/8” (3,175mm) deve ser mantido entre 2,5 à 3,175mm.

Na tabela a seguir, podemos observar algumas diferenças na soldagem quando traba- lhamos com arco curto ou arco longo.

Tabela 4 – Diferenças de soldagens com arco curto e arco longo

Arco curto Arco longo

Maior penetração Solda menos espalhada

Menos respingos

Menor penetração Solda mais espalhada Excesso de respingos

�� 31 ��

:��( �� <��Varia de acordo com a intensidade da corrente, com a dimensão da peça o com o tipo de cordão desejado.

:�/�=� ��"� ��Varia de acordo com a posição de soldagem e também, em função do formato da peça a ser soldada.

�� 32 ��

>��&�#"��#��*'��,��"'��

�As causas mais comuns de defeitos nas soldas ocorrem quando há paradas obrigató- rias para a substituição do eletrodo e término do cordão. Para evitar esses defeitos e realizar uma boa soldagem, devemos levar em conta, entre outros, os seguintes fatores:

• Preparação para a soldagem; • Inicio do cordão; • Reinicio do cordão; • Termino do cordão.

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• Quanto à peça: Não pode conter óxido, gordura, tinta ou qualquer outro tipo de impureza, portanto, deve estar limpa.

Obs: Em alguns trabalhos tais como grades, portões, vitrais, etc. A preparação consiste apenas na limpeza de óxidos e outras impurezas, porém, em soldagens de maior responsabilidade, só faz necessário o uso de processos auxiliares, tais como pré- aquecimento, pós-aquecimento, uso de respaldos, dispositivos, chanfros, etc.

• Quanto à máquina: Deve ser equipada como todos os acessórios neces-

sários para a execução da solda e regulada corretamente, em função do di- âmetro do eletrodo e da espessura do material a ser soldado;

• Quanto ao eletrodo: Deve ser selecionado de acordo com o material a ser soldado;

• Quanto ao local da soldagem: Deve atender as normas de segurança.

>��!�?�� No início do cordão da solda deve-se observar que ângulo do eletrodo é adequado para a posição de soldagem e fazer o possível para abrir o arco elétrico num só resva- lo.

>��&8�� Ao terminar o cordão de solda, deve-se eliminar lentamente o ângulo do eletrodo para que seja mantida a igualdade ao longo do cordão.

Término do cordão de solda �� 33 ��

�.�"�"&#��#��"'�'�$*��#��

�É uma vareta metálica preparada para servir como material de adição nos processos de soldagem a arco voltaico.

�.��&�� "� ��O eletrodo pode ser de dois tipos: nu ou revestido.

• Nu: é uma simples vareta de composição; • Revestido: é constituído de um núcleo metálico (alma), revestido de com-

postos orgânicos e minerais, ferro-liga, etc. com porcentagens definidas. O eletrodo pode ser revestido por extrusão ou simplesmente banhado, podendo ser fino, médio ou espesso.

O material do núcleo pode ser ferroso ou não ferroso e sua escolha é feita de acordo com o material da peça a ser soldada.

Os compostos de revestimento vêm sob forma de pó, unidos por um aglomerante [“co- la”], normalmente silicato de potássio ou de sódio.

Eletrodo revestido

�.��&�� # < �� "� ��Os mais comuns são:

• Rutílico; • Básico; • Celulósico: ácido e oxidante.

Rutílico: Contém geralmente rutilo com pequenas porcentagens de celulose e ferro- liga.

É usado com vantagens em trabalhos:

• De chaparia fina e média;

Rutílico em chaparia fina e média

�� 34 ��

• Que requerem bom acabamento;

Rutílico para bom acabamento

• Com estrutura metálica. Obs: Sua escória é autodestacável quando utilizada adequadamente.

Escória

Básico: Contém em seu revestimento fluorita, carbono de cálcio e ferro liga. É um eletrodo muito empregado nas soldagens pelos seguintes razões:

• Tem boas propriedades mecânicas; • Dificilmente apresenta trincas, seja a quente ou a frio; • Seu manuseio é relativamente fácil; • Facilidade na remoção de escória se bem utilizado; • É usado para soldar aços comuns, de baixa liga e ferro fundido (quando es-

te necessita usinagem posterior); OBSERVAÇÕES

• Devido à composição do seu revestimento, esse eletrodo absorve facilmen-

te a umidade do ar (higroscópico); • É importante guardá-lo em estufa apropriada, apôs abrir a lata.

Celulósico: Contém no seu revestimento materiais orgânicos combustíveis (celulose, pó de madeira, etc). É muito usado para soldagem onde:

• A penetração é muito importante.

• As inclusões de escória são indesejáveis.

Revestimento celulósico �� 35 ��

Os dois tipos de eletrodos que vamos citar em seguida são menos usados que os três já mencionados.

• Ácido: Seu revestimento é composto de óxido de ferro, óxido de manganês e

outros desoxidantes. A posição de trabalho mais recomendada para este eletrodo é a plana;

• Oxidante: Seu revestimento contém óxido de ferro (hematita) podendo ter ou não óxido de manganês. Sua penetração é pequena e suas propriedades mecânicas muito ruins. É usado em trabalhos onde o aspecto do cor- dão é mais importante do que sua resistência.

Penetração do revestimento celulósico oxidante Obs: Em alguns tipos de revestimento, são adicionadas partículas metálicas que dão ao eletrodo outras características como:

• Maior rendimento de trabalho (pó de ferro); • Propriedades definidas (ferro-liga).

�� As funções do revestimento são muitas. Vamos a seguir, discriminar as mais importantes e dividi-las em 3 grupos.

10.3.1 Função Elétrica

Tornar o ar entre o eletrodo e a peça melhor condutor, facilitando a passagem da corrente elétrica, o que permite estabelecer e manter o arco estável (ionização).

10.3.2 Função Metalúrgica

Formar uma cortina gasosa que envolve o arco e o metal em fusão, impedindo a ação prejudicial do ar (oxigênio e nitrogênio) e também adicionar elementos da liga e de oxidantes, para diminuir as impurezas.

10.3.3 Função Física

Guiar as gotas de metal em direção à poça de fusão, facilitando a soldagem nas diversas posições bem como o atraso do resfriamento do cordão através da formação da escória, proporcionando melhores propriedades mecânicas à solda.

�� 36 ��

Tabela 5 – Tipos de eletrodos e seus dados técnicos �� 37 ��

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�Existem várias entidades que classificam os eletrodos para soldagem a arco. No Bra- sil, as classificações mais adotadas são as da ABNT (Associação Brasileira de Nor- mas Técnicas) e da AWS American Welding Society (Associação Americana de Sol- dagem).

Vamos descrever as duas, separadamente.

��,$&��Segundo a ABNT os eletrodos são identificados por quatro algarismos, seguidos de uma letra. Os quatro algarismos básicos, identificadores do eletrodo têm o seguinte significado:

Limite de resistência à tração da solda em quilograma força por mi- límetro quadrado (Kgf/mm2)

O terceiro algarismo varia de 1 a 4 e indica a posição em que o eletrodo pode soldar, sendo que:

1 – Todas as posições. 2 – Todas as posições com exceção da vertical descendente. 3 – Posição plana e horizontal. 4 – Posição plana.

O quarto algarismo varia de 0 a 5 e indica, ao mesmo tempo, a natureza da corrente e o grau da penetração da solda, sendo que:

0 – Corrente contínua e grande penetração. 1 – Corrente contínua ou alternada e grande penetração. 2 – Corrente contínua e média penetração. 3 – Corrente contínua ou alternada e média penetração. 4 – Corrente contínua e pequena penetração. 5 – Corrente contínua ou alternada e pequeno penetração.

4 8 1 2 - B

As letras A, B, C, O, R, T e V são utilizadas para indicar o tipo de revestimento, sendo que:

• A – Acido • B – Básico • C – Celulósico • O – Oxidante • R – Rutílico • T – Titânio • V – Qualquer outro não mencionado anteriormente

�� 38 ��

Obs: Quando à direita destas letras, aparecer a letra "F" é porque existe adição de pó de ferro no revestimento. Para melhor fixação acompanhe os exemplos a seguir:

Eletrodo 4410 – C

44 1 0 – C

Revestimento celulósico CC grande penetração Soldagem em todas as posições 44Kgf/mm²

Eletrodo 4835 – BF

48 3 5 – B F

Revestimento com adição de pó de ferro Revestimento tipo básico CA ou CC pequena penetração Soldagem nas posições plana e horizontal 48Kgf/mm²

��"� ��# < ��@�� A�@�� B"�� C ��D��2��)-:� ��D��2��2)3>�# �� <�� E��

11.2.1 Critério de Classificação Os eletrodos revestidos são classificados tendo como base as propriedades mecâni- cas do metal de solda na condição “como soldado”, tipo de revestimento, posição de soldagem do eletrodo e tipo de corrente.

Todas as considerações acima são válidas para consumíveis da especificação AWS A5. 1-78. Para os consumíveis da especificação AWS A5. 5-69, são válidas também todas as considerações acima, acrescidas do controle da composição química do metal de solda.

11.2.2 Sistema de Classificação

A classificação de um eletrodo genérico tem a seguinte forma:

1 2 3 4 5 Onde

1 – A letra E designa um eletrodo. 2 – Estes dígitos, em número de dois ou três, indicam o limite de resistência à tração mínimo do metal de solda, em ksi (1ksi = 1000psi).

�� 39 ��

Exemplo

Tabela 6 – Limite de resistência à tração

Eletrodo Limite de resistência mínimo (1) em lbf/pol²* (psi) E60XX 62000 (2) 67000 (3) E70XX 72000 (4) 70000 (5) E80XX 80000 (5)

E100XX 100000 (5) E110XX 110000 (5)

* lbf/pol² - Libra força por polegada quadrada Notas: (1) Os corpos de prova são preparados em condições padronizadas especialmente no que se refere ao pré-aquecimento, temperatura entre passes, e tratamentos térmicos.

(2) Valor exigido para os eletrodos E6010, E6011, E6020 e E6027. (3) Valor exigido para os eletrodos E6012, E6013 e E6022. (4) Valor exigido para os eletrodos de aço carbono. (5) Valores exigidos para os eletrodos de baixa liga.

3 – Este dígito indica as posições em que o eletrodo pode ser empregado com resul- tados satisfatórios.

Tabela 7 – Posições em que o eletrodo pode ser empregado

Eletrodo Posição de soldagem EXX1X Todas EXX2X Horizontal (apenas para solda em ângulo) e plana EXX3X Plana EXX4X Vertical descendente, plana horizontal e sobre-cabeça

4 – Este dígito pode variar de 0 (zero) a 8 (oito) e fornece informações sobre:

• Corrente empregada (CC-, CC+ ou CA); • Penetração do arco; • Natureza do revestimento do eletrodo.

Sobre o significado deste dígito consultar a tabela 8.

�� 40 ��

Tabela 8 – Características definidas pelo 4º dígito da classificação AWS �� 41 ��

Exemplo: eletrodo E – 10018 Neste caso o limite de resistência a tração é igual a 100000 lb/pol².* *lbf/pol² = Libra força por polegada quadrada.

Para melhor fixação acompanhe os exemplo a seguir:

Eletrodo E – 7018

70 18

Resistência a tração em lb/pol² = 70000lb/pol².

70 1 8 Posição de soldagem = todas as posições

70 18 Tipo de corrente Polaridade em CC = inversa (+) Revestimento = básico

Eletrodo E – 6020

60 20 Resistência a tração

60 2 0 Posição de soldagem = plana e horizontal (filetes)

60 20 Tipo de corrente = CC ou CA Polaridade em CC = direta (-) Revestimento = ácido

Obs: para converter lbf/pol² em kgf/mm², deve-se multiplicar o valor pela constante 0,0007031.

Exemplo: converter 70000 lbf/pol² para kgf/mm².

Solução: multiplica-se a quantidade de lbf/pol² pela constante 0,0007031.

Então, temos: 0,0007031 x 70000 = 49,217 kgf/mm².

�� 42 ��

��#'�F"$�'"$&��"�*!��'��"�"&#��

�É freqüente, nas empresas, a pouca importância que se dá aos eletrodos, muito por falta do conhecimento, outros por desleixo. Inclusive, o próprio transporte e estocagem inadequados interferem no estado do eletrodo, danificando-o. Muitas soldas são re- provadas nos ensaios e testes, devido a utilização de eletrodos danificados.

Por esse motivo, soldadores, almoxarifes, encarregados e pessoal que lida constantemente com eletrodos, devem ser conscientizados do seu manuseio, transporte e armazenagem adequados.

Vários são os fatores que poderão afetar os eletrodos, porém, serão apresentados neste trabalho os mais comuns.

A parte do eletrodo que mais sofre danos é o revestimento, sendo causado por ação mecânica, absorção de umidade e envelhecimento.

��' �G��O revestimento dos eletrodos é relativamente forte e só pode ser danificado por manuseio indevido, ou seja, pisada, dobramento excessivo, queda, mau trato no transporte, etc. Este defeito é facilmente observado a olho nu. O soldador não deve se comprometer em usar um eletrodo que apresente danos no revestimento.

��A�� *�� Altas porcentagens de umidade no revestimento de um eletrodo podem interferir na qualidade da solda é praticamente impossível ao soldador medir essa porcentagem.

O método adotado para verificar se o eletrodo contém umidade é o roçamento. Quan- do este emite som choco é sinal que o eletrodo contém umidade, porém não permite saber a quantidade e nem se esta vai ser prejudicial ou não na soldagem.

O defeito causado na solda pela umidade do eletrodo não aparece aos olhos do soldador, porque normalmente se manifesta na formação de porosidades internas, que podem ser detectadas somente através de teste radiográficos ou ultra-sonoros.

Alguns tipos de revestimento como o rutílico e celulósico, não sensíveis à umidade, não requerendo cuidados especiais.

Os eletrodos básicos cujo revestimento contém altas porcentagens de carbonato de cálcio, tem facilidade em absorver a umidade existente no ar, por esse motivo devem ser conservados nas embalagens originais e em estufas quando as embalagens forem abertas.

Obs: Não se deve desligar a estufa durante a noite ou nos fins de semana, pois a queda da temperatura durante a noite, permitirá condensação da umidade (orvalho) que será absorvida pelos eletrodos, danificando-os. Portanto, a estufa deve permane- cer constantemente ligada e regulada entre 50ºC e 80ºC para eletrodos não básicos e 100ºC a 150ºC para os básicos.

�� 43 ��

��# �� "� ��Eletrodos atacados pela umidade podem ser recuperados por vários meios como os seguintes:

Caso 1 – Eletrodo úmido do tipo rutílico, celulósico, ácido e oxidante.

Solução: Deixar em forno aquecido entre 70ºC e 90ºC durante 1 hora (temperatura efetiva).

Caso 2 – Eletrodo do tipo básico.

Solução: Deixar em forno aquecido entre 300ºC a 350ºC por um período de uma a 2 duas horas (temperatura efetiva).

OBSERVAÇÕES

• Em trabalhos que exigem alta qualidade, o fabricante deve ser consultado

sobre as condições de ressecarem do seu produto; • Na ressecagem é importante observar que os eletrodos atinjam a tempera-

tura recomendada, pois a temperatura do espaço livre do forno normalmente é muito mais alta do que a dos eletrodos que estão sendo ressecados;

• Temperatura efetiva e a temperatura do eletrodo.

��/�"�< �H �� Eletrodos velhos são facilmente reconhecidos pela formação de cristais brancos que aparecem na superfície do revestimento. Esses cristais de silicato não são prejudiciais, porém indicam alterações no revestimento e, portanto, não é aconselhável seu uso para soldagens que exigem alta qualidade. Eletrodos de alto rendimento, quando es- tocados durante muito tempo em ambiente não apropriado, podem apresentar forma- ção de óxido (ferrugem) no seu revestimento, devido ao pó de ferro empregado na sua fabricação. Constando-se tal fato, não se deve usar esses eletrodos em serviços de alta qualidade ou responsabilidade.

��2�"� �� <��B�� E��Processo de corte/chanfro.

O arco elétrico em ligação com o ar comprimido forma a base do processo de chanfrar (também conhecido pelo nome de processo ARCAIR) para um trabalho rápido e econômico de metais de toda a espécie.

Entre um eletrodo cobreado de carvão-grafite e a peça de metal a ser trabalhada estabelece-se um arco, cujo calor intenso faz com que o metal a ser retirado entre em fusão. Um jato de ar intenso saindo ao mesmo tempo em que se processa a operação, e paralelamente ao eletrodo, em direção ao trabalho sopra para longe o metal fundido antes que se possa formar a escória.

Eletrodo de carvão

�� 44 ��

Vantagens do processo de corte e chanfro: Algumas vantagens importantes do processo de chanfrar em comparação com outros processos:

• Emprego simples e sem problemas em todas as posições de serviço; • Superfícies limpas de corte e de chanfragem que na maioria dos casos não

necessitam de tratamento posterior; • Fácil adaptação às necessidades fabris através da escolha criteriosa dos

diâmetros dos eletrodos; • Alta velocidade de trabalho; • Grande rentabilidade; • Reduz a intensidade dos ruídos.

Modo de Aplicar: Quando se trabalha em correntes continua, a peça deverá ser ligada ao pólo negativo e o eletrodo chanfrador ao pólo positivo, pois desse modo evita-se sobreaquecimento da peça. Aços de elevado teor em elementos de liga são trabalha- dos segundo a espécie da liga, muitas vezes também com inversão dessa polaridade.

Abastecimento do ar comprimido: A pressão do ar comprimido deve comportar entre 6 e 8 kg/cm2; um jato de ar demasiado fraco dificulta o afastamento do metal fundido, levando ao perigo de carbonização. O débito do compressor para este tipo de trabalho deve ser, por conseguinte de cerca de 1m³/minuto.

Diâmetro

(mm) (pol)

Comprimento Intensidade de

corrente (A)

Pressão de ar (kgf/cm²)

4 5/32 12" 100-150 6

5 3/16 12" 100-200 6

6 1/4 12" 150-400 6

8 5/16 12" 200-450 6-8

10 3/8 12" 300-600 6-8 �� 45 ��

��3�� B1�� @�� ?�� # �� C �E�Uma boa solda deve oferecer entre outras coisas, segurança e qualidade. Para alcan- çar estes objetivos, é necessário que os cordões de solda, sejam efetuados com o máximo de habilidade, boa regulagem da intensidade e boa seleção de eletrodos. Características de uma boa solda:

• Boa penetração: Obtém-se quando o material depositado funde a raiz e

estende-se por baixo da superfície das partes soldadas; • Isenta de falhos: Obtém-se uma solda sem escavações quando, junto ao

pé da mesma, não se produz no metal base, nenhum afundamento que es- trague a peça;

• Fusão completa: Obtém-se uma boa fusão, quando o metal-base e o metal depositado, formam uma massa homogênea;

• Ausência de porosidade: Uma boa solda esta livre de poros, quando em sua estrutura interior não existem bolhas de gás, nem formação de escória;

• Boa aparência: Uma solda tem boa aparência, quando se aprecia em toda a extensão da união, um cordão de solda uniforme, sem apresentar fendas, nem saliências;

• Ausência de rachaduras: Uma solda sem rachaduras se apresenta, quando no material depositado não existem rachaduras ou fissuras em toda sua extensão.

�� 46 ��

Tabela 9 – Recomendações para efetuar uma boa solda

Características Recomendações Identificação de defeitos Boa penetração • Use a intensidade suficiente, para

obter a penetração desejada; • Selecione os chanfros corretamente

no caso de peças que devem ser chanfradas;

• Deixe a separação adequada, entre as peças a soldar;

Isenta de escava- ções

• Use uma oscilação adequada e com o maior uniformidade possível. Mante- nha a altura do arco.

Boa fusão • A oscilação deve cobrir as bordas da

junta; • A corrente adequada produzirá depósi-

tos e penetração correta; • Evite que o material em fusão, se

deposite fora da união. Ausência de porosidade

• Limpe devidamente o material base; • Permita mais tempo a fusão, para que

os gases escapem; • Use uma intensidade de corrente a-

propriada; • Mantenha a oscilação de acordo com

a junta; • Use o eletrodo adequado; • Mantenha o arco a uma distância

apropriada. Boa aparência • Evite o reaquecimento por depósito

excessivo; • Use oscilação uniforme; • Evite os excessos de intensidade.

Ausência de rachaduras

• Evite soldar cordões fileiras, em aços

especiais; • Faça soldas de boa fusão; • Proporcione a largura e a altura do

cordão, de acordo com a espessura da peça;

• Mantenha as uniões, com separação apropriada e uniforme;

• Trabalhe com intensidade, própria para o diâmetro do eletrodo;

• Pré-aqueça o material de base, em caso de peças de aço carbono, de grande espessura.

�� 47 ��

��-�"� ��B'<�� E��Esta denominação compreende os movimentos que se realizam com o eletrodo à medida que se avança em uma soldagem. Estes movimentos chamam-se de oscilação, são diversos e estão determinados principalmente pela classe de eletrodo e a posição da união.

Movimento de zig-zag (longitudinal): É o movimento em zig-zag que o eletrodo descreve, ao longo do cordão, que se efetua em linha reta. Este movimento usa-se em posição plana para manter a cratera quente e obter uma boa penetração.

Movimento Zig-Zag (Lon- gitudinal)

Quando se solda em posição vertical ascendente, sobre cabeça e em juntas muito finas, utiliza-se este movimento para evitar acumulação de calor e impedir assim, que o material depositado goteje.

Movimento circular: Aplica-se em juntas em ângulo internos. Deve ser utilizado principalmente cordões de penetração, onde se requer pouco depósito. Sua aplicação é freqüente em ângulos interiores, porém, não para enchimentos ou camadas superiores.

Movimento circular

A medida que se avança, o eletrodo descreve uma trajetória circular.

Movimento semicircular: Garante uma fusão total das juntas a soldar. O eletrodo se move através da junta, descrevendo um arco ou meia-lua, o que assegura a boa fusão nas bordas.

É recomendável, em juntas chanfradas e enchimento de peças. Movimento em zig-zag (transversal): Se o eletrodo se move de lado a lado enquanto avança. Este movimento utilizado principalmente para efetuar cordões largos. Obtém-se um bom acabamento em seus bordos, facilita a subida da escória à superfície, permite o escapamento dos gases com maior facilidade e evita a porosidade no material depositado. Este movimento se utiliza para soldar em toda posição e juntas.

Movimento entrelaçado: Este movimento é usado geralmente em cordões de acabamentos, onde é aplicado ao eletrodo uma oscilação lateral, que cobre totalmente os cordões de enchimento.

É de grande importância que o movimento seja uniforme, porquanto, se corre o risco de ter uma fusão deficiente nos bordos de união.

��:�I��

��Movimento Semi-Circular

Movimento Em Zig-Zag (Transversal)

Movimento Entrelaçado

São diversas as formas que se apresentam nas uniões das peças, e estão es- treitamente ligadas a preparação das mesmas. Estas formas de união realizam-se nas montagens de estruturas e outras tarefas executadas pelo soldador.

12.8.1 Tipos

�� 48 ��

Geralmente se apresentam nos tipos seguintes:

• Juntas de topo; • Juntas sobrepostas; • Juntas em ângulo.

Juntas de topo: São aquelas onde as bordas das chapas a soldar, tocam-se em toda sua extensão, formando um ângulo de 180º entre si, este tipo de juntas efetua-se em todas as posições das juntas de topo por sua vez subdividem-se em:

• Juntas de topo em bordos retos; • Juntas de topo em bordos chanfrados em V; • Juntas de topo em bordos chanfrados em X.

Juntas de topo em bordos retos: São juntas onde os bordos das chapas não requerem preparação mecânica. Usam-se estes tipos de juntas, na união de chapas de até 6mm de espessura como também considera-se esta junta para peças que não sejam submetidas a grandes esforços. Quando a

Juntas De Topo Em Bordo Retos

espessura da chapa passa de 3mm, a separação será determinada pelo diâmetro do núcleo do eletrodo.

Juntas de topo em bordas chanfradas em V: São juntas nas quais as bordas das peças a soldar, requerem preparação mecânica de tal forma que ao uni-las, formem um "V” entre si.

É necessário este tipo de juntas na soldagem de peças cuja espessura varia entre 6 a 12mm e mediante esta preparação consegue-se boa penetração da solda, como também o completo enchimento de toda a seção. Este tipo de juntas é freqüente em todas as posições.

Juntas de topo em bordas Chanfradas em v

Obs: O ângulo chanfrado neste tipo de junta varia entre 60 e 70º dependendo da espessura da peça. Esta junta é satisfatória para suportar condições de esforços nor- mais.

Juntas de topo em bordas chanfradas em X: Refere-se a preparação mecânica que se efetua em ambas as arestas das bordas a soldar, de tal forma que ao unir estas bordas, formem um X entre si.

Estas juntas são freqüentes em uniões de peças que serão submetidas a grandes esforços. Aplican-se para todas as posições, em chapas que ultrapassam 18mm de espessura, as quais podem ser soldadas com facilidade por ambos os lados.

Juntas De Topo Em Bordas Chanfradas Em X

Obs: O ângulo dos chanfros desta, varia de 45º a 60º dependendo do esforço a que será submetida a peça.

�� 49 ��

Juntas superpostas: Neste tipo de juntas, as bordas das chapas, não requerem pre- paração mecânica, uma vez que as mesmas são superpostas. A largura da superposição dependerá da espessura da chapa.

OBSERVAÇÕES:

Juntas Superpostas

• Para chapas de 10mm de espessura, a superposição será de 40 a 70 mm; • Quando a peça a soldar não suportar grandes esforços mecânicos, não se-

rá necessário soldar ambos os lados da superposição. A este tipo de juntas, pertencem também às uniões com cobrejuntas de esforços, e há simples e duplas. Como seu nome indica servem para reforçar as uniões a tope, reali- zadas segundo se observa nas figuras.

Uniões com cobrejuntas Juntas em ângulo e em T: São juntas onde as peças, devido a sua configuração, formam ângulos interiores e exteriores no ponto a soldar. Devido a esta particularida- de, as bordas não requerem preparação mecânica.

Juntas em ângulo e em T Obs: É aconselhável soldar as uniões em “T”, alternadamente, pra evitar deforma- ções.

�� 50 ��

��>��C �� As posições de soldar, se referem exclusivamente ao posicionamento do eixo de soldagem nos diferentes planos a soldar. Basicamente são quatro as posições e todas exigem um conhecimento e domínio perfeito do soldador para a execução de uma junta de solda.

Na execução do cordão de solda elétrica, aparecem peças que nem sempre podem ser colocadas em posição cômoda.

Segundo o plano de referências, foram estabelecidas as quatro posições seguintes:

• Posição plana ou de nível: é aquela em que a peça recebe a solda colo-

cada em posição plana a nível. O material adicional vem do eletrodo que está com a ponta para baixo, depositando o material nesse sentido;

• Posição horizontal: é aquela em que as arestas ou a face das peças a soldar estão colocadas em posição horizontal sobre um plano vertical. O eixo da soldagem se estende horizontalmente;

• Posição vertical: é aquela em que a aresta ou eixo da zona a soldar recebe solda em posição vertical. O eletrodo se coloca aproximadamente horizontal e perpendicular ao eixo da soldagem.

• Posição sobrecabeça: A peça colocada a uma altura superior a da cabeça do soldador recebe a solda por sua parte inferior. O eletrodo se posiciona como extremo apontado para cima verticalmente. Esta posição e inversa a posição plana ou de nível.

TABELA 10 - POSIÇÕES DAS SOLDAGENS

Posição Inclinação do eixo Rotação da frente da soldagem

Sobrecabeça 0º - 60º 300º - 30º Horizontal 0º - 30º 60º - 130º

210º - 300º Plana 0º - 30º 150º - 210º Vertical 30º - 60º

60º - 90º 60º - 300º 0º - 360º

Posições de soldagens �� 51 ��

12.9.1 Posições de Soldagem Conforme ASME/AWS A posição mais fácil é a plana. Qualquer desvio desta posição, não sendo pequenas variações de inclinação, torna o sucesso da soldagem muito mais difícil. Isto ocorre porque a força de gravidade não auxilia no posicionamento do metal de solda.

Soldagem em posição (outras que não a plana) freqüentemente se baseia nos efeitos da força do arco e da tensão superficial, portanto, a posição de soldagem pode afetar as propriedades mecânicas da solda provoca a ocorrência de defeitos. Por simplicida- de, as várias posições de soldagem são codificadas conforme mostrado abaixo.

1G – posição plana – peça rotativa; 2G – posição horizontal; 3G – posição vertical ascendente – peça rotativa; 4G – posição sobrecabeça; 1F – solda em filete inclinado a 45º; 2F – solda em filete.

Posições de soldagem conforme ASME/AWS

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��#�"��J!�"&!�K$!��

��"L�� M�� 9��Para execução de soldagem pelo processo oxiacetilênico é necessário um conjunto de acessórios conforme mostramos a seguir:

13.1.1 Constituição

• Cilindro de acetileno; • Cilindro de oxigênio; • Válvulas; • Regulador de segurança de fechamento; • Regulador de pressão; • Mangueiras; • Maçarico; • Bico.

13.1.2 Condições de Uso

Deve ser usado somente por pessoas que conheçam perfeitamente seu funcionamen- to. Deve reunir condições ótimas de segurança e contar com todos os acessórios.

13.1.3 Manutenção

Ao término do uso do equipamento, deve-se:

• Desligar totalmente o mesmo; • Limpar com panos secos, os acessórios (mangueiras, maçaricos e regula-

dores); • Limpar os orifícios dos bicos com suas agulhas correspondentes.

13.1.4 Cuidado

Ao manipular este equipamento, não se deve colocá-lo em contato com graxa ou óleo, para evitar combustão.

��H��M�� 9��A chama é o resultado da combustão do oxigênio e acetileno no maçarico. A chama pode variar dependendo da proporção dos gases na mistura, sendo estabelecidos três tipos de chama como referência:

• Chama neutra; • Chama oxidante; • Chama carburante.

�� 53 ��

13.2.1 Chama Neutra É aquela onde se utiliza alimentação em volumes iguais de oxigênio e acetileno; o cone é branco, brilhante e somente visível através dos óculos do soldador. Esta chama é utilizada na maior parte dos casos de soldagem, brasagem e aquecimento.

Aplicações: Aços em geral e ferro fundido.

13.2.2 Chama Oxidante

Chama Neutra

Quando a proporção de oxigênio é aumentada, o cone e a zona de combustão secun- dária se encurtam. O cone é menos brilhante e mais azul.

Simultaneamente, a zona de combustão secundária fica mais luminosa, a chama as- sobia. Esta chama rica em oxigênio, oxida o aço com riscos de formação de bolhas pela reação com o carbono (formação de óxido de carbono).

Aplicações: maçarico de corte, ligas que contém zinco, pois a chama oxidante evita a volatização do zinco.

13.2.3 Chama Carburante

Quando a proporção de acetileno é aumentada, um cone brilhante, (auréola), que se superpõe ao cone normal, aumenta de comprimento, a medida que cresce o teor de acetileno. Sua forma é quase irregular, contém um teor elevado em carbono e corre-se o risco de carburar o aço, que se torna

Chama oxidante

Chama carburante

mais duro e mais frágil esta propriedade é utilizada em enchimentos. Aplicações: para brasagem em alumínio e de ligas a base de cobalto.

��& �� A�� F�� H��M�� 9��

cm 0 5 10 15

Temperatura de combustão nas diferentes zonas de chama oxiacetilênica

�� 54 ��

Reguladores de Pressão (Diafragma) São acessórios que permitem reduzir, graduar e variar a pressão do cilindro a uma pressão de trabalho adequada para a soldagem, mantendo-se constante durante o processo.

O manômetro de alta pressão marca a pressão do gás no cilindro.

O de baixa pressão marca a pressão de trabalho necessária, a qual se regulará em base no bico do maçarico a usar e ao material base a ser soldado.

Válvula de Segurança: Permite suprimir o gás em caso de uma explosão.

Borboleta de Regulagem: Permite graduar a pressão de trabalho. Girando a borboleta no sentido horário, sobe a pressão no manômetro de baixa, ou seja, permitimos a saída do gás do cilindro para as mangueiras.

Regulagem dos maçaricos

Em nossos maçaricos, o cálculo de pressão nos manômetros é feito multiplicando-se o número do bico pelo fator 70 e obtém-se a pressão em gf/cm².

Exemplo

• Bico nº 3 x 70 = 210 gf/cm² • Bico nº 4 x 70 = 280 gf/cm².

Como efetuar a leitura nos manômetros. Exemplo 1

A: 600gf/cm² B: 300gf/cm² C: 200gf/cm² A escala do manômetro está graduada em kg/cm² e sua aproximação será:

1Kgf/cm² 10 divisões

= 0,1Kgf/cm² = 100 gramas força cada divisão

Como o ponteiro do exemplo “A” indica o sexto traço, teremos:

6 x 100gf/cm² = 600gf/cm²

�� 55 ��

Exemplo 2

Leitura A: 1500gf/cm² - 1,5Kgf/cm² B: 5000gf/cm² - 5,0Kgf/cm² No exemplo “A” a aproximação do manômetro será:

3Kgf/cm² 6 divisões

= 0,5Kgf/cm² = 500 gramas força cada divisão

Como o ponteiro indica o terceiro traço, teremos:

3 x 500 gramas cada traço, 1500gf/cm² ou 1,5Kgf/cm²

Cilindros

São utilizados dois cilindros especiais para armazenar os gases utilizados em soldagem oxiacetilênica. Um de acetileno e outro de oxigênio.

• Cilindro de acetileno: Para ser possível o armazenamento do acetileno é

necessário dissolver o acetileno em acetona. Para evitar perigos ao se comprimir este gás dissolvido, o cilindro é constituído de uma massa porosa de fibras de amianto, partículas de carvão vegetal e areia. As pressões má- ximas a que estão sujeitos estes cilindros são em torno de 17,5kgf/cm².

Cuidados a serem tomados com o cilindro de acetileno:

NUNCA:

• Trabalhar com pressões maiores de 1,5Kgf/cm²; • Deitar o cilindro: o ângulo deve ser no mínimo 45º em relação a horizontal; • Abrir a válvula mais que ¼ de volta; • Utilizar um cilindro em locais quentes, a temperatura do cilindro não deve

ultrapassar 50ºC; • Submeter os cilindros a impactos; • Utilizar cobre (prata) nas conexões; • Trabalhar com pressões interna dos cilindros menores que 1,0kgf/cm²; • A vazão horária deve ultrapassar 1000 a 1200 litros/hora para um cilindro

normal. • Cilindro de oxigênio: Para pequenos consumos, o oxigênio é fornecido em

tubos sem costura, devido a pressões a que está sujeito, serem da ordem de 185kgf/cm².

�� 56 ��

Cuidados a serem tomados com cilindro de oxigênio:

• Deve-se deitar o cilindro, nem permitir que caiam ou se choquem uns contra os outros;

• Utilizar cobre nas conexões; • Fazer limpeza de roupas, máquinas; • Trabalhar em locais quentes (acima de 50ºC); • Abrir a válvula mais de 1/6 de volta; • Arrastar, rolar ou deslizar os cilindros; • Deixar de armazenar os cilindros sempre em locais abertos e protegidos

(unidade, raios solares). Mangueiras

A mangueira que conduz o acetileno é de cor vermelha e as conexões ligadas a ela possuem rosca esquerda.

Válvulas das mangueiras A mangueira que conduz o oxigênio é de cor preta ou verde e as conexões ligadas a ela possuem rosca direita.

Mangueira Como acender o maçarico:

1. Aliviar o regulador de pressão; 2. Regule a pressão de trabalho em função do nº do bico utilizado; 3. Abrir a válvula de acetileno acionar o acendedor e acender o maçarico; 4. Abrir lentamente a válvula de oxigênio do maçarico até obter a chama dese-

jada. �� 57 ��

Como apagar o maçarico:

1. Abrir a válvula de oxigênio até obter uma chama oxidante; 2. Fechar a válvula de acetileno (apagando a chama); 3. Fechar a válvula de oxigênio; 4. Aliviar o regulador de pressão (diafragma); 5. Afrouxar as válvulas, agulha do maçarico aliviando as mangueiras; 6. Fechar os registros.

Funções do fluxo no processo oxiacetilênico

• Eliminar os óxidos da superfície do metal base; • Evitar a formação de novos óxidos durante o aquecimento e a deposição; • Reduzir a tensão superficial do metal base; • Indicar a temperatura de ligação; • Proteger o cordão do resfriamento.

Os fluxos se apresentam de três formas diferentes:

• Pó; • Pasta; • Líquido.

Não existem decapantes universais, mais sim, fluxos que combinam com o metal de adição.

Eles juntos têm uma importante contribuição para o sucesso de uma soldagem.

A fim de distinguirmos facilmente, os fluxos são classificados por número correspondente ao do metal de adição.

Técnica de soldagem

• Limpeza; • Aplicação do fluxo; • Pré-aquecimento: utilizar chama levemente carburante; • Soldagem: maçarico, varetas; • Resfriamento da peça soldada: resfriamento lento.

TABELA 11 – PRÉ-AQUECIMENTO RECOMENDADO

Metal base Arco-elétrico Oxiacetilênio Latão (Zn 3 a 20%) 200ºC 200ºC Latão (Zn 20 a 45%) 370ºC 370ºC Bronze 40ºC 40ºC Bronze fosforoso 177ºC 177ºC Bronze alumínio (teor de Al até 9%) 200ºC 200ºC Bronze alumínio (teor de Al até 9%) 620ºC - Cupro-Níquel 40ºC -

�� 58 ��

Seleção do produto em função da aplicação

A escolha do processo e da liga para recuperar uma peça quebrada ou trinca- da, depende de uma série de fatores, tais como:

• Teor de carbono do metal base; • Propriedade do metal base; • Condições de trabalho da peça; • Equipamento disponível de solda; • Dimensão da peça; • Equipamento para usinagens.

Técnica de soldagem

• Limpeza: a peça deve estar totalmente limpa, isenta de óxidos superficiais,

lubrificantes, etc. Recomenda-se a utilização de o solvente adequado para remoção destas impurezas.

• Preparação da peça: pode-se utilizar qualquer meio mecânico como, por exemplo: eletrodo de grafite, rebolo, lixadeira, usinagem, etc. E preparar o chanfro.

• Pré-aquecimento: o objetivo do pré-aquecimento é evitar uma dissipação rápida do calor proporcionado pelo calor gerado e evitar um resfriamento brusco que ocasionaria uma transformação estrutural do metal.

TABELA 12 – PRÉ-AQUECIMENTO

% C Temperatura (ºC) 0,5 – 0,30 100 0,31 – 0,40 100 – 200 0,41 – 0,50 200 – 300 0,51 – 0,60 300 – 400 0,61 – 1,70 400 – 500

�� 59 ��

�/��"'�'!�N'��

�É um processo no qual um eletrodo contínuo é alimentado constantemente em velocidade controlada, ativando um arco elétrico com metal base, sob uma proteção gasosa.

Esquema de soldagem MIG/MAG

�/�� A soldagem por arco elétrico com eletrodo contínuo, sob proteção gasosa, é conhecida pelas denominações MIG (Metal Inerte Gás) quando o gás utilizado for um gás inerte (argônio, hélio) ou MAG (Metal Ativo Gás) quando o gás utilizado for CO2, ou uma mistura de gás inerte com gás ativo.

Estes gases, segundo sua natureza e composição, tem uma influência preponderante nas características do arco, no tipo de transferência do metal para a peça, na velocidade de soldagem, na penetração e na forma externa da solda.

Por outro lado, o gás também tem influencia nas perdas de elementos químicos, na temperatura da poça de fusão, na sensibilidade à porosidade, bem como na facilidade de execução da soldagem nas diversas posições.

�/�� Em soldagem MIG-MAG, uma das principais funções da proteção gasosa é envolver a zona da solda, evitando o contato com o ar atmosférico, que contém gases nocivos à solda, bem como umidade, ocasionando problemas graves para a solda, como poros e trincas.

Entre os elementos contidos no ar atmosférico, o oxigênio, o nitrogênio e o hidrogênio são os causadores de diversos problemas na área de soldagem, tais como:

• Oxigênio = Poros (internos e externos); • Nitrogênio = Rachaduras no cordão de solda e ao redor do mesmo; • Hidrogênio = Rachaduras internas.

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14.2.1 Argônio É um gás raro que constitui menos de 1% da atmosfera terrestre. É extremamente inerte e estável e não forma compostos químicos com outros elementos, formando com isto uma barreira ideal contra a contaminação atmosférica em alguns processos de soldagem especiais, evitando a oxidação.

Sua aplicação evita o uso de fundente, na soldagem de metais não ferrosos, facilitando o processo.

Na soldagem de metais não ferrosos, pode combinar-se com outro gás inerte (Hélio). Na soldagem de metais ferrosos, pode combinar-se com bióxido de carbono (CO2).

Produz um arco estável, reduzindo respingos. Indispensável para certos metais como: alumínio, cobre e suas ligas, também usado para aços inoxidáveis.

14.2.2 Dióxido De Carbono (CO2)

É formado por moléculas, cada uma contendo um átomo de carbono e dois átomos de oxigênio.

É um gás que se obtém na maioria das plataformas de gases de petróleo. Também se produz na queima de gás natural, petróleo ou carvão mineral, em fomos de cálcio, na fabricação de amoníaco ou pela fermentação do açúcar para obtenção do álcool.

O CC2 é um gás que mostrou grande eficiência, como meio gasoso para a proteção de soldagens com arame sem revestimento, visto que à temperatura normal, é essenci- almente inerte. Obtém-se com ele, soldagens com penetração firme e profunda, facilitando a diminuição de defeitos nas juntas soldadas.

O CO2 pode combinar-se com o argônio, para melhorar a qualidade das soldagens ferrosas (aço carbono).

O CO2 foi implantado nos processos de soldagens sob proteção gasosa, ao observar- se através de pesquisas em laboratórios, que o mesmo se fazia presente em grande quantidade, nos gases gerados pelo revestimento dos eletrodos revestidos.

�/��'�� Na soldagem de aço carbono, quando se necessita de uma boa aparência visual do cordão, deixando em plano secundário o fator penetração, usa-se uma mistura de gases, podendo ser:

• 80% Argônio + 20% CO2

• 75% Argônio + 25% CO2

Características

• Maior estabilidade do arco; • Melhor aparência do cordão; • Menor incidência de salpicos; • Menor penetração em relação ao CO2;

• Aplicado na soldagem de alguns aços inoxidáveis. �� 61 ��

Vantagens do processo

• A solda pode ser feita em todas as posições; • Mínimo salpico; • Produz uma ótima aparência final, facilitando a pintura ou eletro-deposição

sem preparação adicional; • Ausência de gases nocivos; • Alto coeficiente de deposição; • O fator de trabalho do operador é o dobro comparado com eletrodo revesti-

do; • Podem ser efetuados posses simples ou múltiplos a prova de raios-X ou ul-

tra-som; • O mesmo equipamento pode soldar vários metais, bastando selecionar o

PAR metal/gás de proteção; • Reduz a distorção em solda de espessuras reduzidas; • Arco visível para o operador; • Processo com menor custo final.

�/�/�&�� 9��' �� No processo MIG/MAG temos transferência por spray, glóbulos e curto-circuito.

• SPRAY: Conhecido como “SPRAY-ARC” e conseguimos com tensões su-

periores a 22V e correntes de soldagem maiores de 170A, é obtido um arco normalmente estável entre o fio elétrico (arame eletrodo) e o metal base. O fio se funde gotejando e se desloca através do arco em forma de Spray. Devido à potência elevada neste regime, a velocidade de depósito é consi- derável e a penetração forte, sendo, entretanto difícil trabalhar em todas as posições.

• Curto-circuito: Para tensões inferiores a 22V e corrente de soldagem me-

nores de 170A, a fusão e transferência do metal são efetuadas por curto circuito entre o fio e o metal base. Devido a baixa potência deste regime, o aquecimento da peça a soldar é muito limitado. Este regime é, pois indicado quando se trata de soldar chapas de pouca espessura, passe de raiz e uma posição vertical.

• Globular: A transferência por glóbulos se dá quando utilizamos argônio pu-

ro como gás de proteção. A transferência se dá quando a ponta do fio se transforma numa gotícula até 2 vezes o diâmetro do mesmo e ocorre a transferência (separação) por capilaridade.

Dependendo do número de ponto de aplicação, utilizamos cilindros para alimentação das máquinas MIG/MAG. Usando estes pontos são em grande número, substituímos os cilindros por tubulações, vindas de grandes reservatórios.

Acoplada ao cilindro, temos a válvula de regulagem ou controle de fluxo.

�� 62 ��

��

�Conjunto de soldagem semi-automática

Arame

Como foi visto nos gases, deve haver certa quantidade de elementos desoxidantes e estes devem manter-se dentro dos limites admitidos pelas normas.

No Brasil a mais divulgada é a da AWS (American Welding Society) que regulamenta os arames sólidos no capítulo A.5.18.79.

O arame sólido mais comum é o AWS-70S-6 que tem na sua composição:

Mínimo Máximo

C 0,04 0,12 Mn 1,40 1,80 Si 0,80 1,10 S - 0,03 P - 0,03

Anti-respingo Spray

Desenvolvido para uso como anti-respingo em todos os processos de soldagem, como protetor dos bocais das tochas, podendo ainda, ser usado como lubrificante, desmoldante e como película protetora para borrachas, plásti- cos e metais.

Modo de Usar: direcione o jato do produto para a parte a ser protegida a uma distância de aproximadamente 20cm. Lubrificante, Desmoldante, Anti-respingo.

�� 63 ��

Anti-respingo Pasta Utilizado para proteção do bocal de tochas MIG e áreas de soldagem contra respingos, para evitar suas aderências.

Características:

• Não é tóxico; • Não é inflamável; • É neutro; • É inoculo; • É dielétrico; • Não contém silicone.

Obs: Aplicar com pincel ou espátula.

Arame para solda MIG/MAG – Aço Carbono

O arame para solda para o processo MIG/MAG tem as características físicas e quími- cas rigorosamente dentro das especificações da norma AWS 5.18-79 ER 70S-6 e DIN 8559. Por suas excelentes propriedades mecânicas, permite um ótimo funcionamento na alimentação automática no processo de soldagem. A qualidade e alta produtividade deste tipo de solda a tornam indicada para rígidos processos de fabricação em qualquer solda em aço de baixo carbono.

Exemplo de Especificação em Catálogo

Normas Técnicas

Análise Química de Composição

Atendidas % C % Mn % Sl % PMáx % SMax % Cu

AWS A 5.18-79 ER 70 S-6

DIN 85 0.07/0,15 1,40/1,85 0,80/1,15 0,025 0,035 0,50

• O limite máximo de Cu inclui o residual existente no aço mais o revestimen- to;

• Unidade de venda: kg. �� 64 ��

Arame para solda MIG/MAG – Aço Inoxidável Arame com baixo teor de carbono, indicado para soldagem de aços inoxidáveis do tipo AISI 304L, 308L e fundidos CF-3. O depósito de solda resiste à corrosão intergranular e pode ser submetido a temperaturas de trabalho de -196ºC a 350ºC.


Norma

Análise Química de Composição

% C % Mn % Si % Cr % Ni

ER 308L 0,02 1,5 0,35 19,8 9,5 Arame para solda MIG/MAG – Alumínio

OX-5 - Usado para soldagem de ligas da série Al-Zn-Mg; Al-Cu-Mg; Al-Mg-Si e peças fundidas em liga Al-Si com teor de silício até 7%. Utilizada também para brasagem de alumínio puro e de alumínio de baixa liga.

OX-12 - Usada para soldagem de peças fundidas de ligas Al-Si com teor de silício superior a 7%. Não serve para acabamento por anodização. Também utilizada para brasagem de alumínio puro e ligas de alumínio de baixo teor tais como: Al-Mn; Al-Mg- Si 0,5; Al-Mg-Si l; Al-Mg-Mn; Al-Mg 1; Al-Mg 2; como também brasagem de peças fundidas de ligas de alumínio.

• Peso por Embalagem.........................................................6,2kg • Carretel Plástico.................................................................Acompanha • Unidade de Venda..............................................................kg


Referencia Norma

Análise química Impurezas Permitidas Máx. %

AWS % Si Al Fe Mn Ti Mg Zn Cu Outros OX-5 ER 4043 4,5-5,5 Restante 0,40 0,10 0,20 0,10 0,20 0,05 0,05

OX-12 BAISI 4 11-13 Restante 0,60 0,05 0,15 0,05 0,10 0,05 0,05 Arame tubular

O arame tubular è obtido pelo enchimento de uma fita metálica preformada em "U" com um fluxo e/ou pó metálico, seguido de trefilagem criando um arame tubular com o material adicionado em seu núcleo. Em termos mais simples, este processo corres- ponde a uma vareta de soldagem revestida interiormente, com o material de fluxo con- centrado no "coração" do arco.

Os arames tubulares são produzidos para aplicações diversas, soldagens de alta produtividade, estruturas críticas e vasos de pressão, onde são requeridas boas propriedades mecânicas e resistência ao impacto. Existe também uma gama de arames des- tinados a revestimentos duros.

�� 65 ��

��Utilizado para soldagem automática e semi-automática, com proteção gasosa utilizando CO2 ou mistura de Ag + CO2. Desenvolvido para solfagem de aço carbono, proporcionando excelentes propriedades mecânicas. Pode ser utilizado para soldagem de passes simples ou múltiplos em juntas de topo, filetes e sobrepos- tos. As aplicações típicas incluem a soldagem de aço na construção de plataformas offshore, navios, pontes, vasos de pressão, estruturas metálicas e caldeiras em geral. Proporciona alta taxa de deposição, soldas com qualidade aos raios-X e ótimo conforto operacional.

Características

• Alta taxa de deposição; • Melhores propriedades mecânicas; • Maior penetração; • Baixa incidência de defeitos, resultando em baixo custo total de fabricação; • Soldagem em posição.

Os arames tubulares, devido as suas taxas superiores de deposição, permitem ao usuário obter economias reais nos tempos de soldagem e, conseqüentemente, redu- ção nos custos de mão de obra. O aumento da penetração è outra grande característi- ca do processo, freqüentemente conduzindo a economias adicionais. Demais benefí- cios estão salientados abaixo:

• Arames tubulares com fluxo interno; • Possibilidade de soldagem em todas as posições; • Boa remoção de escória; • Baixos níveis de hidrogênio; • Ideal para uso com CO2 e/ou misturas de Argônio; • Capacidade de utilização sobre camadas grossas de ferrugem e carepa; • Nível consistente de propriedades mecânicas.

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Arames tubulares com pó metálico

• Alto rendimento (até 95%); • Dispensa remoção de escória entre passes; • Boa aparência da solda: • Grande tolerância a variações na intensidade da corrente de soldagem; • Aplicável na maioria das soldagens na posição plana em uma mesma regu-

lagem de intensidade da corrente. Arames tubulares autoprotegidos ou sem gás

• Não requer gás de proteção; • Boa acessibilidade à soldagem no campo.

Aplicações

Há consumíveis utilizáveis em numerosas aplicações.

Algumas aplicações típicas estão relacionadas abaixo:

Arames tubulares com fluxo interno

• Fabricação em geral com aços de baixa resistência; • Fabricação em geral com aços de média resistência sob condições de alta

restrição; • Soldagem em todas as posições: • Altas laxas de deposição em soldas de topo na posição plana ou juntas de

ângulo nas posições plana ou horizontal; • Soldagem em posição de estruturas para trabalhos em baixas temperaturas

até -60ºC. Arames tubulares com pó metálico

• Fabricação em geral com aços de baixa e media resistência: • Soldagem de aços de alta resistência, bem como aços temperados e reve-

nidos; • Fabricação de estruturas metálicas e plataformas marítimas (Offshore) para

serviços em baixas temperaturas até -50ºC; • Fabricação com aços de baixa e média resistência patináveis (resistentes a

corrosão atmosférica). Arames tubulares autoprotegidos ou sem gás

• Revestimentos duros de componentes desgastados; • Camadas de amanteigamento.

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�2��"'�&!��B&*$��&K$!��!$"#&"��0�E��

�É um processo de soldagem onde o arco elétrico é produzido entre um eletrodo não consumível e a peça a soldar. A proteção durante a soldagem é obtida através de um gás inerte (argônio ou hélio). A soldagem pode ocorrer com ou sem material de adição, o qual não é transferido através do arco, mas sim, fundido pelo arco.

Vantagens do processo

• Não há necessidade de fluxos decapantes, em compensação, as superfí-

cies deverão estar perfeitamente limpas; • Não há formação de escória; • Fonte de calor concentrada, as deformações afetadas termicamente são

reduzidas; • Banho de fusão calmo, sem salpicos; • Sem desprendimento de fumaça ou vapores nocivos; • A perda de elementos de liga durante a fusão é menor que nos outros pro-

cessos; • Possibilita um melhor controle da poça de fusão, resultando na soldagem

em todas as posições; • A seleção do tipo de máquina é em função do metal base a ser soldado,

pois é ele que ditará o tipo de corrente a ser usada (CC ou CA). Exemplo: CA – alumínio e suas ligas

CC – aços, ferro fundido, inox – polaridade negativa (direta)

Processo TIG Equipamentos: são retificadores de corrente contínua (em alguns equipamentos tam- bém com corrente alternada) e tensão variável (regula somente a corrente (A)). Pos- suem ventilação forçada, podem ter ou não uma unidade de refrigeração com água e gerador de alta freqüência.

Gás de proteção: o argônio é o gás mais utilizado. Sua finalidade é remover o ar eli- minando nitrogênio, oxigênio e hidrogênio do contato com a poça de fusão e com o eletrodo de tungstênio aquecido.

�� 68 ��

�2��(�� &!�� A��)�� $��D��2��:)->��

Eletrodo

Arame ou vareta

E R 70 S 3 (6)

Composição química da vareta

Vareta sólida Limite mínimo de resistência à tração do metal de solda (múltiplo de 1000psi)

�2��"� �� &�� 9�� $��D��2��)3>��

TABELA 13 - MEDIDAS EM POLEGADAS Diâmetro 0.010 0.020 0.040 1/16 3/32 1/8 5/32 3/16 1/4 Comprimento 3 6 7 12 18 24

Tabela 14 - Composição química e classificação aws

Classificação

AWS

Tungstênio

% mín.

Tório % Zircônio % Outros

% máx.

Cor de identificação

EWP 99,5 - - 0,5 Verde EWTh-1 98,5 0,8 – 1,2 - 0,5 Amarelo EWTh-2 97,5 1,7 – 2,2 - 0,5 Vermelho EWTh-3 98,95 0,35 – 0,55 - 0,5 Lilás EWZr 92,2 - 0,15 – 0,40 0,5 Marron

Exemplo de identificação

EWTh-2

P – sem elemento de liga (puro)

Eletrodo de tungstênio

Elemento

da liga

Th-1 Th-2 Toriado Th-3 Zr - Zirconiado

Nota: Os eletrodos de tungstênio não são considerados consumíveis de soldagem, pois os mesmos, teoricamente não se consomem e não interferem no metal de solda depositado.

�� 69 ��

�2�� "M�� "� �� &�� 9��Soldagem com corrente contínua (eletrodo no pólo negativo)

O eletrodo é afiado, geralmente, por meio de esmerilhamento. Em casos especiais, os riscos do esmerilhamento são retirados mediante polimento.

Soldagem com corrente alternada

Em diâmetros iguais ou superiores a 1,6mm, o eletrodo é esmerilhado. Du- rante a soldagem, forma-se uma esfera (calota) na extremidade do eletrodo.

Regulagem da corrente

A correta regulagem da corrente é re- conhecida pelo formato da extremidade do eletrodo.

Obs: Se a extremidade do eletrodo for contaminada pelo contado com a poça de fu- são ou com a vareta, então essa parte deverá ser eliminada.

�� 70 ��

TABELA 15 - FAIXA DE UTILIZAÇÃO DOS ELETRODOS*

Corrente contínua Corrente alternada (com alta freqüência) Diâmetro do eletro-

Eletrodo no pólo -

Eletrodo no pólo +

(sem condensadores de filtragem)

(com condensadores de filtragem)

do em polegada

EWP EWTh-1 EWTh-2 EWTh-3

EWC EWTh-1 EWTh-2 EWTh-3

EWP EWTh-1 EWTh-2 EWTh-3

EWTh-3 EWP EWTh-1 EWTh-2 EWZR

EWTh-3

0,010 A partir de

15

** A partir

de 15

A partir de 15

** A partir

de 15

A partir ** de 15

0,020 5-20 ** 5-15 5-20 ** 10-20 5-20 10-20 0,040 15-80 ** 10-60 15-80 10-80 20-30 20-60 20-60 1/16 70-150 10-20 50-100 70-150 50-150 30-80 60-120 30-120 3132 150-250 15-30 100-160 140-235 100-235 60-130 100-180 60-180 � 200-400 25-40 150-210 225-325 150-325 100-180 160-250 100-250

5/32 400-500 40-55 200-275 300-400 200-400 160-240 200-320 160-320 3/16 500-750 55-80 250-350 400-500 250-500 190-300 290-390 190-390 ¼ 750-1000 80-125 325-450 500-630 325-630 250-400 340-525 250-525

* As faixas de utilização foram baseadas na aplicação do argônio como gás de proteção.

Outros valores de corrente devem ser utilizados se for trocado o gás de proteção. Utilizando-se o hélio como gás de proteção, os valores de corrente devem ser menores.

**Estas combinações não são comumente usadas.

TABELA 16 - CAMPO DE APLICAÇÃO DOS ELETRODOS DE TUNGSTÊNIO

Vantagens Desvantagens Aplicação EWP Mais barato

Apropriado para corrente alternada, propiciando pequeno efeito de retifi- cação da corrente. Boa estabilidade de arco em corrente alternada.

Não é bom emissor de elétrons Fácil desgaste Não suporta altas correntes.

Na soldagem do alumínio com corrente alternada.

EWTh1

EWTh2

EWTh3

Difícil desgaste Suporta altas correntes Bom emissor de elétrons

Mais caro quando utilizado em corrente alternada, propicia o efeito de retificação da corrente reduzida estabilidade do arco elétrico, quando utilizado em corrente alternada

Soldagem dos aços, cobre, níquel titânio em baixas correntes Soldagem dos aços, cobre, níquel, titânio em qualquer faixa de corrente Soldagem do alumínio com corrente contínua (processo mecanizado) O mesmo campo de aplica- ção do EWTh2 e utilizado também para soldagem e corte plasma.

EWTh4 Difícil desgaste Suporta alta correntes

Mais caro Utilizado na indústria nuclear, tanto em corrente contínua como em alternadas

EWTh8 Difícil desgaste Muito caro Corte plasma EWTL (eletrodo de lantânio)

Difícil desgaste Muito caro Corte plasma

�� 71 ��

Aço-carbono e Aço-liga

Corrente contínua; eletrodo no pólo negativo; junta de topo; posição plana.

Tabela 17 - SELEÇÃO DE CORRENTE DE SOLDAGEM COM O PROCESSO TIG

Espessura da Tipo de

Número de

Diâmetro

Intensidade de

chapa mm chanfro passes Eletrodo toriado mm Vareta mm corrente A 1,0 I 1 1 ou 1,6 1,6 ou 2,0 30 40 2,0 I 1 1,6 ou 2,4 1,6 ou 2,0 70 80 3,0 I 1 ou 2 2,4 2,4 70 90 4,0 I ou V 2 2,4 2,4 70 130 5,0 V 3 2,4 ou 3,2 2,4 75 130 6,0 V 3 2,4 ou 3,2 2,4 ou 3,0 75 130

Alumínio

Corrente alternada; junta de topo; posição plana.

Espessura da

Tipo de

Número de

Diâmetro

Intensidade de

chapa mm chanfro passes Eletrodo puro mm Vareta mm corrente A 1,0 I 1 1,6 ou 2,4 2,0 40 50 2,0 I 1 1,6 ou 2,4 3,0 60 80 3,0 I 1 2,4 3,0 110 130 4,0 I 1 ou 2 2,4 ou 3,2 3,0 120 150 5,0 I ou V 1 ou 2 3,2 3,0 150 200

Cobre

Corrente contínua; eletrodo no pólo negativo; junta de topo; posição plana.

Espessura da

Tipo de

Número de

Diâmetro

Intensidade de

chapa mm chanfro passes Eletrodo toriado mm Vareta mm corrente A

1,5 I 1 1,6 2,0 90 100 3,01) I 1 3,2 3,0 150 200 5,01) V 2 4,0 4,0 180 300

1) Preaquecimento

Obs: Na soldagem nas posições vertical ascendente e sobrecabeça, a corrente de soldagem é reduzida em cerca de 10 a 20%.

�� 72 ��

�2�/�� (�O��4�� '��A vazão do gás de proteção, assim como o seu consumo, são influenciados:

• Pelo tipo de material; • Pela espessura do material.

Divergências podem apresentar-se em virtude dos seguintes itens:

• Dimensão da poça de fusão; • Zona afetada pelo calor; • Velocidade de soldagem; • Movimento da tocha; • Tipo de junta.

�� 73 ��

�3�&"#'!$��!��,0�!��

�A terminologia da soldagem elétrica tem por finalidade definir termos e expressões técnicas usadas em soldagem.

Angulo do Chanfro (� ):

Angulo formado pela disposição das peças chanfradas, cujos chanfros ficam topo a topo.

Poro: Pequeno vazio, geralmente redondo,

encontrado numa solda. Borda do Cordão ou Pé da Solda: Linha de separação entre a superfície

da peça e o cordão da solda. Camada:

Depósito de metal obtido em um ou mais passes numa mesma profundidade.

Chanfro:

Corte efetuado nas bordas das peças a soldar, ou abertura feita na região da peça a ser soldada.

Cobre-Junta: Material usado como apoio na raiz

da junta, durante a soldagem. Comprimento do arco:

Distância entre a extremidade inferior da alma do eletrodo e a super- fície da peça.

Contração: Redução de volume do metal quando

resfriado.

�� 74 ��

Cordão de solda: É a solda propriamente dita, formada em um ou mais passes.

Corrente de soldagem:

Intensidade da corrente (amperagem) no circuito da soldagem.

Cratera: Cavidade formada no metal base,

decorrente da extinção do arco elétri- co.

Diâmetro do eletrodo:

É o diâmetro da alma (núcleo) do eletrodo revestido, ou o diâmetro da vareta metálica ou fio, quando nu.

Eletrodo consumível:

Eletrodo que se funde formando o metal de adição nas soldagens elétri- cas.

Eletrodo nu:

Vareta sem revestimento, usada na soldagem manual a arco.

Eletrodo revestido: Vareta coberta por uma camada de

revestimento, usado na soldagem manual a arco.

Eletrodo não consumível:

Eletrodo que não se funde, usado com o propósito de estabelecer um arco voltaico.

Empenamento:

É a denominação que a peça sofre, devido à contração do metal de sola durante o seu resfriamento.

Escória: Camada não metálica que cobre o

cordão de solda.

�� 75 ��

�Face de solda: Superfície externa oposta à raiz de

uma solda.

Filete:

É uma solda de formato triangular, depositada em juntas sobrepostas, juntas em “T” ou parte interna de juntas de quina.

Filete de solda côncavo: Filete de solda com a face côncava.

Filete de solda convexo: Filete de solda com a face convexa.

Fresta: Espaço deixado entre as bordas das

peças a serem soldadas. Garganta:

É a altura do triângulo formado pelo filete, tomando-se como base à face e a raiz da solda (retângulo inscrito).

Horizontal:

Posição de soldagem em que uma das partes do metal-base encontra-se no plano horizontal e outro perpendicular a este plano.

Inclusão de escória: Material não metálico encontrado no

interior de uma solda. Junta: Região onde duas ou mais peças

será unidas por soldagem.

�� 76 ��

��Liga metálica: É uma combinação definida de me-

tais.

Metal de adição: Metal adicionado em estado de fusão

durante o processo de soldagem. Metal-base: Peça a ser soldada.

Mordedura: É uma reentrância no metal-base,

vista no pé da solda. Nariz: É a parte reta na raiz do chanfro.

Passe:

Progressão do eletrodo ao longo do eixo da solda, com depósito de material.

Passe em filetes: Técnica em depositar metal de solda

sem fazer movimento lateral. Passe descontínuo: Técnica de soldagem, na qual trechos

iguais de metal são depositados em intervalos regulares prefixados.

�� 77 ��

�Penetração da solda: É a profundidade atingida pela zona

fundida no metal de base.

Perna da solda: É a medida do cateto de um filete de

solda. Poça de fusão: É o metal líquido sob o arco elétrico.

Polaridade direta (-): É quando o eletrodo está ligado no

pólo negativo e a peça no pólo positivo da máquina de soldar em corrente contínua.

Polaridade inversa (+):

É quando o eletrodo está ligado no pólo positivo e a peça no pólo negativo da máquina de soldar em corrente contínua.

Pós-aquecimento: Consiste em aquecer a peça imedia-

tamente depois da operação de soldagem, até atingir uma dada temperatura.

Pré-aquecimento:

Consiste em aquecer a peça imedia- tamente antes da operação da soldagem, até atingir uma dada temperatura.

Posicionador:

Dispositivo para prender a peça a ser soldada na posição mais adequada ao trabalho.

Ponto de fusão: Fase em que o metal passa do estado

sólido para o líquido. �� 78 ��

�Raiz da solda:

Ponto mais profundo do cordão em sua seção transversal.

Reforço da solda:

É o metal de solda que excede a quantidade necessária para encher a junta.

Revestimento do eletrodo:

Material que envolve a alma (núcleo) do eletrodo.

Símbolo de solda: Representação gráfica da solda e

dados para sua execução Solda contínua: Solda que se estende ao longo da

junta sem que haja interrupção

Solda manual: Processo de soldagem executado e

controlado manualmente.

Voltagem a arco (tensão em serviço): Voltagem em vazio (tensão em vazio):

Tensão existente no circuito durante a soldagem. Tensão existente no circuito quando não se está soldado.

Zona fundida: É a área do metal que atingiu o esta-

do líquido (de fusão). Zona afetada pelo calor:

É a área do metal base próxima a solda que sofreu modificações estru- turais devido ao calor gerado pela soldagem.

�� 79 ��

�-��"�"!&��@��*��"��*%6"��$��"'��

�Sem dúvida, a soldagem perdeu uma grande parte de suas qualidades místicas, mas ainda se pode encontrar surpresas e dificuldades inesperadas. Tentamos coletar algumas soluções a estes problemas que podem ocorrer mais ou menos freqüentemen- te nos locais de soldagem, visando facilitar seu trabalho. Ocasionalmente, nosso in- forme pode parecer contraditório; a melhor forma de proceder em um caso, pode em outro, ser totalmente contra-indicado.

Tabela 18 – Arco Instável

Possíveis causas Possíveis soluções

• Neutraliza o sopro magnético inclinando o eletrodo. Se a corrente de retorno curto-circuitar através da solda, coloque um pedaço de madeira ou algum outro material isolante sob uma das extremidades da peça a soldar. Modifique a posição da garra do cabo

Em CC, sopro magnético desloca o arco da direção do eletrodo.

Alma do eletrodo excêntrica em re- lação ao revestimento. O eletrodo tem, portanto, uma tendência a fun- dir obliquamente. Eletrodo úmido em alguns pontos, fundido obliquamente por esta ra- zão.

de retorno. Evite ou modifique a posição de objetos facilmente magnetizáveis. Use cobre, bronze, alumínio ou grafite como cobre-junta de apoio para a solda; • Mude para CA (use um transformador).

• Gire o eletrodo para eliminar os efeitos pertur- badores da parte excêntrica; • Use um novo eletrodo. • Seque o eletrodo; • Use um novo eletrodo.

Tabela 19 – Empenamento


Forma deficiente da construção • Torne-a apropriada para soldagem. Superaquecimento (especialmente o caso da deformação longitudinal em material fino)

Falta de calor

Seqüência de soldagem não apropriada

Rigidez muito baixa

• Diminua a amperagem e/ou minimize a seção transversal da solda. Use uma cobre-junta de apoio que seja a retirar o calor de forma eficiente. • Aumente a velocidade de avançamento. • Aumente a seção transversal da solda para cada passe usando eletrodos mais grossos; • Aumentando a quantidade de metal depositado; soldando em vertical ascendente. • Tente depositar os passes seguindo uma se- qüência mais adequada.

• Use gabaritos – possivelmente até pré- deformação, contrária à direção do empenamento.

�� 80 ��

TABELA 20 – SOLDAS POROSAS

Possíveis causas Possíveis soluções Velocidade de soldagem muito alta • Avance mais lentamente Em CC, polaridade errada • Inverta as ligações nos terminais da máquina,

aumentando ou diminuindo Amperagem inadequada • Ajuste a amperagem na máquina, aumentando

ou diminuindo Arco muito longo • Encurte o arco

• Se o material de base contém teores elevados Material de base impuro

de impurezas, tais como enxofre e fósforo, use eletrodos de tipo básico

Chapas sujas • Limpe a superfície das chapas Material de base segregado • Rejeite as chapas Eletrodos úmidos (especialmente os de tipo básico)

• Seque o eletrodo • Use um novo eletrodo

Poros na cratera final • Seja cuidadoso quando interromper o arco; Utilize a técnica correta

Eletrodos de qualidade inferior • Use um eletrodo de melhor qualidade

TABELA 21 – RAÍZES DEFEITUOSAS

Possíveis causas Possíveis soluções • Use um eletrodo de grande penetração para

Defeitos de raiz nas juntas em X ou sob o repasse de raiz

Defeitos de raiz em soldas de um só passe

soldar o repasse de raiz; • Solde o repasse de raiz em vertical ascendente; • Desbaste a raiz para tomar a fresta mais aber- ta e depois solde o repasse de raiz. • Use uma cobre-junta de apoio em cobre, alu- mínio, grafite ou similar; • Use um anel de apoio, um suporte, ou coloque a peça sobre um gabarito; • Adapte o bitola do eletrodo, chanfro, nariz e fresta, de modo a corresponder ao relacionamento entre eles; • Tente aumentar a fresta; • Solde em vertical ascendente; • Treine o manejo. Experimente diferentes ângu- los e velocidades de avançamento; isto lhe dará bons passes de raiz.

TABELA 22 – FALTA DE PENETRAÇÃO


Falha no manejo do eletrodo • Dirija o arco de modo que ambas as chapas sejam apropriadamente aquecidas; especialmente onde a penetração tende a ser imperfeita

Amperagem muito baixa • Aumente a amperagem Bitola insuficiente do eletrodo • Para material espesso, use bitolas maiores

• Solde em vertical ascendente Peça de trabalho muita fria • Pré-aqueça a peça

• Solde em vertical ascendente Preparação incorreta da peça • Prepare a junta convenientemente, com ângulo

do chanfro, nariz e fresta recomendáveis ao caso �� 81 ��

TABELA 23 – RESPINGOS ABUNDANTES Possíveis causas Possíveis soluções Amperagem muito alta Diminua a amperagem Arco muito longo Encurte o arco Sopro magnético Veja “arco instável” Peça de trabalho suja Limpe a peça de trabalho Eletrodo úmid • Seque o eletrodo

• Use um novo eletrodo Eletrodo de qualidade inferior Use um eletrodo de melhor qualidade

Na soldagem de cobre, bronze ou alumínio. Peça de trabalho muito fria Pré-aqueça a peça

• Mantenha o eletrodo formando ângulo correto Eletrodo muito inclinado

com a peça de trabalho. • Encurte o arco

Tabela 24 – Soldas Irregulares


Amperagem inadequada Ajuste a amperagem da máquina, aumentando ou

diminuindo

Em CC, polaridade errada Verifique a especificação do eletrodo e inverta a polaridade da máquina de solda

Eletrodo úmido • Seque o eletrodo

• Use um novo eletrodo

Eletrodo de qualidade inferior Use um eletrodo de melhor qualidade Manejo incorreto do eletrodo Aprenda a soldar. Lembre-se a prática faz a perfeição

TABELA 25 – MORDEDURAS LATERAIS


Amperagem muito alta. Diminua a amperagem. Arco muito longo. Encurte o arco. Manejo incorreto do eletrodo O eletrodo deverá ser manejado de forma que a fusão

seja feita somente nos pontos onde o material é depositado.

Avançamento muito rápido. Avance mais devagar. Arco sopra lateralmente. Veja “tal arco instável”. Eletrodo úmido. Seque o eletrodo. Use um novo eletrodo. Junta muito estreita. Alargue o ângulo do chanfro (abertura do entalhe e

bitola do eletrodo devem ser relacionadas entre si).

�� 82 ��

TABELA 26 – INCLUSÕES DE ESCÓRIA

Possíveis causas Possíveis soluções Amperagem muito baixa • Aumente a amperagem Manejo incorreto do eletrodo • Movimente o eletrodo de forma a impedir que a

escória passe à frente da poça de fusão Chanframento irregular • Quando chanfrar, utilize: marteletes pneumáti-

cos; corte oxigás com avanço automático; maçarico para corte manual, porém com carrinho-guia e muito cuidado, para obter uma superfície de corte isenta de defeitos

Chanfro muito estreito • Aumente o ângulo do chanfro Limpeza de escória não acurada • Destaque toda a escória, meticulosamente,

entre cada passe Raiz mal preparada. • Prepare a raiz até que o metal surja comple-

tamente são, antes de realizar o repasse. • Use um eletrodo de grande penetração para o repasse de raiz.

Eletrodos de qualidade inferior. • Use um eletrodo de melhor qualidade.

TABELA 27 – FRAGILIDADE DO CORDÃO

Possíveis causas Possíveis soluções Tipo errado de eletrodo • Use um eletrodo de tipo básico

• Use um eletrodo inoxidável, que deposite um cordão com estrutura austenítica

Tratamento térmico inadequado • Pré-aqueça a peça • Retarde o resfriamento • Use tratamento térmico após a soldagem

Têmpera ao ar do metal depositado • Use um eletrodo que deposite um cordão com estrutura austenítica

Elemento de liga abandona o material de base

• Use eletrodo de tipo básico de baixa liga • Evite penetração desnecessária, deixando o arco movimentar-se sobre a poça de fusão

Chapas sujas • Limpe a superfície das chapas Eletrodos úmidos • Seque o eletrodo. Use um novo eletrodo

�� 83 ��

TABELA 28 – TRINCAS

Possíveis causas Possíveis soluções Tipo errado de eletrodo • Tente um eletrodo de tipo básico Material de base de má soldabilidade

• Evite materiais de base que não sejam soldá- veis com o equipamento disponível

Perfil da solda inadequada • Atente a que o primeiro passe tenha seção transversal suficiente robusta através de: aumento da quantidade de metal depositado; soldagem na vertical ascendente; utilização da maior bitola possível do eletrodo

Arco muito longo • Encurte o arco Cratera final da solda com mau acabamento

• Retorne um pouco com o eletrodo para dentro da cratera final antes de extinguir o arco e deixe-o apagar-se sobre o passe recém-executado

Montagem muito rígida • Escolha uma seqüência de soldagem que a- carrete as menores tensões possíveis no metal de solda. Aqueça (ou resfrie) e controle a distribuição do calor na peça de trabalho. Aperfeiçoe a construção

Resfriamento muito rápido • Pré-aqueça a peça. Aumente sempre a quantidade de calor adicionada se a seção transversal da solda é muito grande

Chapas sujas • Limpe a superfície das chapas

�� 84 ��

�:��!',��!��"'��

��

Juntas Soldadas

SEM CHANFRO CHANFRADA

Paralelas V duplo V simples U duplo U simples

Cordões de solda De lado De angulo

De lambão ou

Bujão

Soldagem no

campo

Soldagem em

todo o contorno

Soldagem

esmerilhada

Lado seta

Lado oposto

Lado seta

Peça lado oposto

Lado oposto

Lado oposto Lado seta

Lado seta

Peça lado seta

Lado oposto

Lado oposto Lado seta

Lado seta

Lado oposto

�� 85 ��

Os símbolos dos cordões (aqueles para os quais a seta aponta) são colocados abaixo da linha de referência. Os símbolos dos cordões do lado oposto são colocados acima da linha de referência. Nos cordões duplos os símbolos são colocados em ambos os lados da linha.

Sinal de usinagem C

Sinal de acabamento

Ângulo da cava A

Abertura do fundo R

Comprimento da solda

Passo

Seta indicadora da solda

Especificações do

Símbolo solda

S lado oposto

L - P

processo de soldagem ou

T Símbolo Solda

outra anotação

Símbolo solda lado seta

na montagem

Largura do cordão

Linha de referência

Símbolo Solda de contorno

Cauda

As setas devem ser aplicadas tantas vezes quantas forem as mudanças bruscas na direção do cordão, exceto quando o cordão for o mesmo para o todo o contorno em que será empregado o símbolo correspondente. Todos os cordões são considerados contínuos, exceto quando indicado em contrário. As dimensões e os comprimentos dos cordões assim como o espaçamento entre eles devem ser indicados em milímetros e ao lado dos símbolos respectivos.

A cauda da seta deve ser empregada para especificar particularidades da soldagem, caso contrário omitir.

• Cordão de solda do lado da seta • Dimensão do eletrodo = 5mm • Cordão de solda em ângulo • Comprimento da solda = 51mm • Passo = 127mm • Solda na montagem • Solda em todo o contorno

�� 86 ��

Junta em T

Simbologia para desenho Detalhamento da peça Simbologia para desenho Detalhamento da peça

Junta Sobreposta

Simbologia para desenho Detalhamento da peça

�� 87 ��

Junta em Aresta


Junta de Topo

Simbologia para desenho Detalhamento da peça Simbologia para desenho Detalhamento da peça

OBS: A flecha deve indicar a peça a ser chanfrada �� 88 ��

Junta em Ângulo


�� 89 ��

#"�"#K$!��,!,�!��#0�!��

�ZIEDAS, Selma; TATINI, Ivanisa. (org.) Soldagem. São Paulo: SENAI/SP, 1997. 553 p. (Coleção tecnológica SENAI).

WAINER, Emilio; BRANDI, Sergio Duarte; MELLO, Fabio Decourt Homem de. Soldagem: processos e metalurgia. 2. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2000. ALVAREGA, Solon Avila. A solda por resistência: noções básicas e aspectos principais. Porto Alegre: Sagra, 1993. 100 p.

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�� 90 ��

Documents

Soldagem.pdf