tabela AWS

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CONSUMVEIS DE SOLDAGEMNDICE: 1. Conceitos. 2. Normas Tcnicas Aplicveis. 3. Especificaes e Classificaes AWS. 4. As Normas AWS. 5. Gases de Proteo AWS A5.32. 6. Eletrodos Revestidos AWS A5.1, A5.5 e A5.4. 7. Varetas para Soldagem Oxi-Gs AWS A5.2. 8. Arames e Varetas para ao carbono AWS A5.18. 9. Arames e Varetas para ao inoxidvel AWS A5.9. 10. Fluxos e Arames para Soldagem a Arco Submerso AWS A5.17. 11. Arames Tubulares AWS A5.20, A5.22 e A5.29. 12. Identificao, Embalagem dos Consumveis. 13. Inspeo Visual dos Eletrodos. 14. Armazenamento dos Consumveis. 15. Bibliografia

Eng. Antonio C. Souza

LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

1. CONCEITOS Os consumveis so definidos pela Terminologia de Soldagem como todos os materiais empregados na deposio ou proteo da solda. Exemplos de consumveis so os eletrodos revestidos, as varetas, os arames slidos e tubulares, os fluxos, os gases e os anis consumveis. 1.1 seleo de consumveis Na seleo dos consumveis, primeiramente deve-se ter o conhecimento do processo de soldagem a ser utilizado, pois cada processo de soldagem define os consumveis que sero empregados. Os fatores que devem ser analisados na seleo dos consumveis so: O metal base; A geometria e o tipo de junta; A espessura da pea; A posio de soldagem; O tipo de fonte de energia; A produtividade; Os custos de soldagem; A habilidade do soldador.

1.2 tipos de consumveis Os consumveis utilizados esto relacionados com o processo de soldagem empregado. - Processo de Soldagem a Gs Os consumveis so: Gases Combustveis: Acetileno, Propano; Gases Comburentes: Oxignio, Ar atmosfrico; Varetas; Fluxos que so os fundentes que facilitam a remoo dos xidos superficiais e melhoram a fluidez da poa de fuso. - Processo de Soldagem a Arco Eltrico Os consumveis e os esquemas de cada processo de soldagem a arco eltrico so mostrados nas figuras a seguir:

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SMAW (Shield Metal Arc Welding) Soldagem com Eletrodo Revestido: Eletrodo Revestido.

GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) Soldagem TIG: Vareta ou Arame e o Gs de Proteo.

GMAW (Gas Metal Arc Welding) Soldagem com proteo gasosa MIG: Arame e Gs de Proteo Inerte. MAG: Arame e Gs de Proteo Ativo.

FCAW (Flux Cored Arc Welding) -

Soldagem com arame Tubular: Arame

Tubular com ou sem utilizao de Gs de Proteo. SAW (Submerged Arc Welding) Soldagem a Arco Submerso: Arame e Fluxo. LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

As siglas acima so retiradas da Terminologia de Soldagem da Norma AWS. 2. NORMAS TCNICAS APLICVEIS As Organizaes Privadas ou Governamentais desenvolvem e atualizam Normas Tcnicas que se aplicam a reas de engenharia de interesse, entre elas pode-se destacar: ASME - American Society for Mechanical Engineers; API - American Petroleum Institute; AWS American Welding Society; ASTM American Society for Testing and Materials; AISI American Iron and Steel Institute; ANSI American National Standards Institute; ISO International Organization for Standardization.

No Brasil se aplica quase que na totalidade as Normas Tcnicas de procedncia Americana. A Norma aplicada a consumveis de soldagem a AWS. Pode-se ainda em muitos trabalhos em soldagem se aplicar as Normas AWS acrescidas de especificaes internas, como o caso, de servios ou projetos Petrobrs. As Normas principais de projeto que empregam soldagem como exemplo a API para construo de tubulao, ASME para construo de vasos de presso e caldeiras e AWS para a construo de pontes e estruturas utilizam as Normas de consumveis de soldagem desenvolvidas pela AWS. Ao utilizar um consumvel de soldagem classificado pela Norma AWS, as Normas API, ASME e AWS se asseguram pela qualidade do projeto. Desta forma estas organizaes se especializam nas suas reas e fazem que todos os assuntos referentes a consumveis de soldagem sejam tratados pela AWS, exigindo assim uma continua adequao e atualizao. Deve-se observar que as especificaes AWS para consumveis de soldagem so idnticas as do ASME, apenas que a AWS trata as especificaes como A5. ... e o ASME II parte C, seo do ASME referente a consumveis de soldagem como SFA 5. ... (SF Specification).

3. ESPECIFICAES E CLASSIFICAES AWS

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A Norma AWS procura abranger a maioria dos consumveis de soldagem, incluindo os metais de adio e recentemente elaborada uma especificao prpria para os gases de proteo. As especificaes AWS agrupam os metais de adio pelo seu tipo ou composio qumica do metal depositado ou processo de soldagem. As especificaes AWS, em geral, exigem que os consumveis atendam a requisitos especficos como: Propriedades Mecnicas do metal depositado; Composio Qumica do metal depositado; Sanidade do metal depositado.

As especificaes AWS alm de classificar os consumveis determinam que os consumveis atendam a requisitos de: Fabricao; Critrios de Aceitao; Sistemas de unidades, Sistema Internacional ou Sistema Americano; Ensaios para cada tipo de consumvel, como: o Propriedades mecnicas do metal depositado; o Composio Qumica do metal depositado; o Sanidade do metal depositado exame radiogrfico. Embalagem; Identificao; Certificao; Garantias e Validade.

-

A classificao AWS refere-se a um consumvel e a respeito do mesmo. Esta classificao permite com uma simples identificao fornecer informaes sobre as suas propriedades mecnicas, a sua composio qumica, o seu tipo de revestimento e as suas caractersticas operacionais como o tipo de corrente de soldagem a ser empregado. Podemos concluir que a especificao AWS determina a maneira exata, as caractersticas de um consumvel, inclusive a maneira de classific-lo e d garantias sobre as suas propriedades enquanto que a classificao AWS apresenta uma maneira lgica de designar um consumvel. Os seguintes prefixos so utilizados nas classificaes AWS: E (ELECTRODE) refere-se a Eletrodo para soldagem a arco eltrico; R (ROD) refere-se vareta para soldagem a oxi-gs; ER refere-se a eletrodo nu (arame) ou vareta na soldagem a arco eltrico; F (FLUX) refere-se ao Fluxo para soldagem a arco submerso; Q refere-se Fita para soldagem a arco eltrico; C (COMPOSITE) refere-se a eletrodo composto para a soldagem a arco eltrico; LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

T (TUBULAR) refere-se ao eletrodo tubular para a soldagem com processo arame tubular (FCAW) A terminologia empregada no Brasil ainda est em falta para os consumveis do tipo composto, s vezes quando no bem compreendida, se confunde com o consumvel tubular. O consumvel tubular pode ser com ncleo fluxado (flux cored) ou com ncleo metlico (metal cored). O eletrodo tubular com ncleo fluxado empregado no processo de soldagem arame tubular (FCAW). Este ncleo tem as funes similares ao revestimento do eletrodo revestido ou do fluxo para soldagem arco submerso. O eletrodo tubular com ncleo metlico pode ser empregado nos processos GMAW, GTAW, PAW e SAW. Este ncleo tem no mnimo 85% de p metlico e tem as funes de deposio e adio de liga. So classificados como eletrodos compostos. 4. AS NORMAS AWS Para o programa de certificao de Inspetores de Soldagem Nvel 1 e Nvel 2 so exigidos o estudo e a compreenso das seguintes Normas AWS: Designao AWS / ASME II parte C A5.1 SFA 5.1 A5.2 SFA 5.2 A5.4 SFA 5.4 A5.5 SFA 5.5 A5.9 SFA 5.9 A5.17 SFA 5.17 A5.18 SFA 5.18 A5.20 SFA 5.20 A5.22 SFA 5.22 A5.29 SFA 5.29 A5.32 SFA 5.32 EspecificaoEletrodos de Ao Carbono para o Processo de Soldagem Eletrodo Revestido. Varetas de Ao Carbono e Baixa Liga para o Processo de Soldagem Oxi-Gs. Eletrodos de Ao Inoxidvel para o Processo de Soldagem Eletrodo Revestido. Eletrodos de Ao tipo Baixa Liga para o Processo de Soldagem Eletrodo Revestido. Eletrodos Nus e Varetas de Ao Inoxidvel para os Processos de Soldagem GMAW, PAW, GTAW e SAW. Fluxos e Eletrodos de Ao Carbono para ao Processo de Soldagem Arco Submerso. Eletrodos e Varetas de Ao Carbono para Processo de Soldagem com Proteo a Gasosa. Eletrodos de Ao Carbono para o Processo de Soldagem Arame Tubular (FCAW) Eletrodos de Ao Inoxidvel para o Processo de Soldagem Arame Tubular (FCAW) Eletrodos de Ao tipo Baixa liga para o Processo de Soldagem Arame Tubular (FCAW) Gases de Proteo para os Processos de Soldagem GTAW, GMAW, FCAW e PAW.

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5. GASES DE PROTEO AWS A5.32 Os gases de proteo utilizados nos processos de soldagem a arco eltrico podem ser Inertes ou Reativos. Os gases de proteo inertes so os considerados que no reagem com o metal lquido da poa de fuso. Os gases inertes mais utilizados na soldagem so Argnio e Hlio. Os gases de proteo reativos so os considerados que reagem com o metal lquido da poa de fuso, podendo alterar as propriedades metalrgicas e mecnicas do metal de solda. Estes gases podem ser ativos ou redutores. Os gases ativos utilizados na soldagem so o CO2 - Dixido de Carbono e Oxignio. O gs redutor que pode ser utilizado na soldagem o Hidrognio - H2. A recente Especificao AWS A5.32 se aplica aos gases de proteo utilizados nos processos de soldagem GTAW, GMAW, FCAW e PAW (Plasma Arc Welding). Os gases de proteo podem ser de um nico tipo de gs (puro) ou de mistura de gases. A AWS A5.32 identifica os componentes individuais dos gases como: A Argnio ; C CO2 - Dixido de Carbono ; He Hlio ; H Hidrognio ; N Nitrognio ; O Oxignio . Os testes requeridos para a classificao dos gases de proteo so: Pureza do Gs Ponto de Orvalho Composio da Mistura Requerida Requerida No aplicvel Requerida* Requerida* Requerida

Gs Puro Mistura de Gases

* Tratando-se de mistura de gases, cada gs individualmente deve apresentar os requerimentos de pureza e ponto de orvalho. Os requerimentos de pureza e ponto de orvalho aplicados aos gases de proteo so apresentados na tabela a seguir:

Gs

Classificao AWS SG-A

Gasoso/ Lquido

Pureza Mnima

Umidade Mxima

Argnio CO2 Hlio Hidrognio

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Gasoso 99,997 10,5 ppm Lquido 99,997 10,5 ppm SG-C Gasoso 99,8 32 ppm Lquido 99,8 32 ppm SG-He Gasoso 99,995 15 ppm Lquido 99,995 15 ppm SG-H Gasoso 99,95 32 ppm LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. o

Temperatura Mxima de Ponto de Orvalho -60 C -60 C -51 C -51 C -57 C -57 C -51 C

Nitrognio Oxignio

SG-N SG-O

Lquido Gasoso Lquido Gasoso Lquido

99,995 99,9 99,998 99,5 99,5

32 ppm 32 ppm 4 ppm -

-51 C -51 C -68 C -48 C -63 C

5.1 sistema de classificao AWS A AWS utiliza os seguintes sistemas para classificao: a) Gs Puro SG B Onde SG Gs de proteo (Shielding Gas). B designa o tipo de gs. b) Mistura de Gases SG B X - % para 2 gases; SG B X Y - %/% para 3 gases; SG B X Y Z - %/%/% para 4 gases; Onde SG Gas de Proteo. B designa o gs principal. X designa o segundo gs da mistura. Y e Z designam o terceiro e quarto gs na mistura. % - designa a % do menor gs na mistura.

A tabela a seguir apresenta as Classificaes AWS para as misturas tpicas: Classificao AWS SG-AC-25 SG-AO-2 SG-AHe-10 SG-AH-5 SG-HeA-25 SG-HeAC-7.5/2.5 SG-ACO-8/2 SG-A-G Mistura Tpica de Gs (%) 75/25 98/2 90/10 95/5 75/25 90/7.5/2.5 90/8/2 Especial Gases de Proteo Argnio + CO2 Argnio + Oxignio Argnio + Hlio Argnio + Hidrognio Hlio + Argnio Hlio + Argnio + CO2 Argnio + CO2 + Oxignio Argnio + Mistura

Observao: H uma tolerncia de +/-10% para o gs de menor teor.

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5.2 consideraes de soldagem As propriedades dos gases de proteo afetam o desempenho de todos os processos de soldagem a arco eltrico. O potencial de ionizao uma das principais propriedades dos gases de proteo influenciando a abertura e estabilidade do arco eltrico. A condutividade trmica tambm uma caracterstica importante, determinando a tenso e a energia do arco eltrico. Por exemplo, o gs CO2 apresenta maior condutividade trmica do que o Hlio a alta temperatura por causa do efeito de dissociao e recombinao das molculas. Muitos fatores podem influenciar a seleo do gs ou mistura de gs a ser utilizado no processo de soldagem a arco eltrico, como: Tipo e espessura do metal base; Caractersticas do arco eltrico; Modo de transferncia do metal de adio; Velocidade de soldagem; Profundidade e largura de fuso; Custo de soldagem; Propriedades mecnicas; Abertura da raiz; Limpeza do metal base; Ao de limpeza do arco; Pureza do gs; Configurao de junta; Posio de soldagem; Gerao de Fumos e respingos.

5.3 descrio e aplicao tpica de cada gs de proteo a) SG-A - Argnio: inerte. usado puro ou em mistura. Praticamente todos os processos de soldagem a arco eltrico podem utilizar argnio ou mistura para obter boa soldabilidade, propriedades mecnicas, boas caractersticas do arco e produtividade. Argnio puro usado para a soldagem de ligas ferrosas e no ferrosas, como alumnio, nquel, cobre, ligas de magnsio, zircnio e titnio. O alto potencial de ionizao do argnio gera uma excelente estabilidade do arco. O Argnio puro no processo GMAW gera uma coluna de arco constrita a alta densidade de corrente que causa uma energia do arco concentrada em uma pequena parte central da poa de fuso. b) SG-C - CO2: ativo. utilizado principalmente na soldagem com os processos FCAW e GMAW. LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

O calor do arco dissocia CO2 CO + O. Este oxignio livre combinar com elementos que so transferidos atravs do arco e sero depositados na forma de xidos ou escria. necessrio compensar esta atividade com boa quantidade de desoxidante no arame. O CO2 utilizado em GMAW com transferncia em curto circuito ou globular ou em FCAW para a soldagem de ao carbono e baixa liga e aos inoxidveis. muito utilizado como mistura com Argnio, melhorando as suas caractersticas na soldagem, principalmente estabilidade do arco eltrico, modo de transferncia e propriedades mecnicas. O CO2 apresenta baixo custo. c) SG-N Nitrognio: No recomendado para a soldagem de aos carbono e baixa liga. O nitrognio freqentemente utilizado como gs de purga ou de proteo da raiz evitando contaminao com o ar atmosfrico. Atualmente utilizado em pequenas adies < do que 3% em combinao com Argnio nos processos GMAW e GTAW para a soldagem de aos inoxidveis duplex. c) SG-He Hlio: inerte. usado para a soldagem que exige alto aporte de calor. Apresenta boa ao de molhagem da poa de fuso, profundidade de penetrao e boa velocidade de soldagem. Hlio apresenta maior condutividade trmica e maior coluna do arco do que o Argnio. Apresenta maior tenso de arco, aumentando o aporte de calor, promovendo melhor fluidez e ao de molhagem da poa de fuso quando comparado com o Argnio. uma vantagem quando utilizado para a soldagem de ligas no ferrosas, como alumnio, cobre e ligas de magnsio. Em GMAW apresenta apenas o modo de transferncia globular. utilizado em misturas de Argnio para melhorar a estabilidade do arco eltrico. O Hlio apresenta alto custo. d) SG-AO Argnio + Oxignio: A adio de Oxignio ao Argnio no processo GMAW melhora as caractersticas do arco eltrico e aumenta fluidez da poa de fuso pela reduo da tenso superficial do metal de solda. O Oxignio um gs ativo que intensifica o arco plasma, aumentando o aporte de calor, velocidade de soldagem, profundidade de fuso e ao de molhagem. Em GMAW a adio de 1 a 8% de Oxignio melhora a estabilidade do arco eltrico, aumenta a taxa de deposio das gotas, abaixa a corrente de transio para o modo Spray e influencia o formato do cordo de solda. A adio de Oxignio no utilizada em GTAW por promover a contaminao do eletrodo de tungstnio. e) SG-AC Argnio + CO2: A adio de CO2 ao Argnio pode produzir uma larga faixa das caractersticas de soldagem, desde a transferncia de curto circuito a arco spray. LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

A dissociao de CO2 melhora a estabilidade do arco e sua ao de molhagem. A condutividade trmica maior do CO2 tende a aumentar a largura de fuso quando comparado com Argnio puro. f) SG-AHe Argnio + Hlio: Estas misturas freqentemente so utilizadas na soldagem GTAW e GMAW de alumnio, aumentando a largura de fuso e melhorando a aparncia do cordo de solda. g) SG-AH Argnio + Hidrognio: Produzem uma atmosfera redutora. As misturas SG-AH-1, SG-AH-2 ou SG-AH-5 so usadas em GTAW, GMAW para a soldagem de nquel e aos inoxidveis austenticos. O Hidrognio melhora a condutibilidade trmica, aumenta o aporte de calor auxiliando no aumento da velocidade de soldagem. A profundidade e largura de fuso so aumentadas, melhora a fluidez e ao de molhagem do metal de solda. No se deve aplicar esta mistura para a soldagem de aos carbono e baixa liga podendo causar trincas e porosidade. Deve-se tomar cuidados especiais no manuseio do gs Hidrognio, pois pode gerar facilmente mistura explosiva em combinao com o ar atmosfrico.

5.4 comparativo das principais caractersticas entre os gases Argnio e Dixido de CarbonoVarivel e CaractersticasComprimento do arco Potencial de ionizao Perdas de temperatura do arco por radiao Temperatura da poa de fuso Penetrao Seo transversal do Arco Largura do cordo Altura do cordo Volume de gotas Freqncia de gotas por segundo Acabamento Estabilidade do Arco Dureza do cordo Temperatura do metal lquido na poa de fuso

ArgnioMaior Maior Maiores Menor Menor Menor Menor Maior Menor Maior Melhor Maior Maior Menor

CO2Menor Menor Menores Maior Maior Maior Maior Menor Maior Menor Pior Menor Menor Maior

6. ELETRODOS REVESTIDOS AWS A5.1, A5.5 E A5.4 Os eletrodos revestidos so compostos de duas partes, alma e revestimento. A alma do eletrodo revestido para ao carbono, para ao de baixa liga e tambm para ao inoxidvel do tipo sinttico a mesma. LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

O ao empregado com alma do eletrodo revestido do tipo efervescente para permitir a soldagem na posio vertical e sobre cabea. O revestimento do eletrodo est na forma de uma massa homognea que contm elementos estabilizadores, desoxidantes, formadores de escria e elementos de liga. As principais funes do revestimento do eletrodo na soldagem so: - estabilizao do arco eltrico atravs de elementos ionizantes (CC+/CC- ou CA); - proteo da poa de fuso; - formao de escria, agentes que promovem a remoo das impurezas da superfcie do metal base e metal de solda; - desoxidao principalmente com Mn - mangans e Si - silcio, reduzindo a tendncia para a porosidade; - isolao trmica formada pela escria, protegendo o resfriamento do metal de solda da atmosfera; - adio de elementos de liga que aumentam a resistncia do metal de solda; - aumento da deposio de metal de solda, quando incorporado p de ferro no revestimento. O esquema de fabricao dos eletrodos revestidos : mistura dos componentes do revestimento; aglomerao com silicato de sdio ou potssio; a mistura homognea em forma de um bloco vai para a prensa de extruso; a mistura e a alma so prensadas juntas; faz a secagem em forno do eletrodo.

Este esquema de fabricao ilustrado nas fotos a seguir:

1. Alma: ao baixo teor de Carbono cortado na 2. Pesagem e peneiramento das matriasforma de varetas. primas do revestimento.

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3. Mistura e aglomerao com silicato de sdio 4. Formao de um bloco homogneo das matrias-primas do revestimento. ou potssio.

5. Prensa: a alma (vareta) e o bloco do 6. Acabamento do eletrodo revestido, fazer as revestimento so prensados juntos. pontas e identificao.

6.1

tipos de revestimento De acordo com a composio qumica do revestimento do eletrodo, estes podem

ser cidos, celulsicos, rutlicos ou bsicos. - revestimento cido: seus principais constituintes so o xido de ferro e slica (SiO2). Os eletrodos cidos podem ter p de ferro na sua frmula para aumentar o seu rendimento. Estes eletrodos apresentam fcil soldabilidade e boas propriedades mecnicas do metal de solda. - revestimento celulsico: seus principais constituintes so matrias orgnicas, a celulose. Apresenta uma formao de escria fina que permite realizar a soldagem em todas as posies, inclusive na vertical descendente. Estes eletrodos so de alta LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

penetrao e sempre so indicados para a soldagem de passe de raiz. Estes eletrodos tm boa soldabilidade e so indicados para a soldagem de tubulao. - revestimento rutlico: o principal constituinte deste revestimento rutilo, mineral que apresenta grande quantidade de dixido de titnio (TiO2). Estes eletrodos apresentam fcil soldabilidade em qualquer posio de soldagem, o arco eltrico muito estvel mesmo em corrente alternada. A escria de fcil remoo e as soldas tm bom acabamento. - revestimento bsico: os principais elementos deste revestimento constituem de clcio (CaCO3 e CaF2), que so elementos refratrios. Podem ainda conter p de ferro para aumentar o seu rendimento. Este revestimento caracteriza-se por apresentar excelentes propriedades mecnicas, incluindo tenacidade baixa temperatura. Apresentam tambm baixo teor de hidrognio (H2) do metal de solda. Este revestimento higroscpico, ou seja, tm facilidade em absorver umidade e prejudicar as suas caractersticas operacionais, por isso necessrio cuidado com o seu armazenamento. Exigem que os soldadores sejam devidamente treinados e qualificados para utilizarem eletrodos com este tipo de revestimento.

6.2

Especificao AWS A5.1

A Especificao AWS A5.1 se aplica a eletrodos revestidos de ao carbono. O critrio empregado para a classificao dos eletrodos : tipo de corrente de soldagem; tipo de revestimento; posio de soldagem; propriedades mecnicas do metal de solda.

Os ensaios requisitados para estes eletrodos so: Anlise qumica em 4 camadas de solda (weld pad), Conjunto soldado em chanfro para avaliar a sanidade do metal depositado e propriedades mecnica, Solda de filete para avaliar a usabilidade do eletrodo. LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. o

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Estes ensaios so ilustrados nas figuras a seguir:

Ensaio de soldagem para anlise qumica do metal depositado (weld pad).

Ensaio

conjunto

soldado

para

sanidade e propriedades mecnicas do metal depositado (groove weld test assembly).

Ensaio de Usabilidade do Eletrodo soldagem de Filete (fillet weld test assembly).

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O sistema de classificao obrigatrio :

E XX YY E designa Eletrodo; XX designa limite de ruptura do ensaio de trao na unidade de Ksi (1000 psi); Estesdgitos podem ser 60 ou 70 e significam:Classificao Limite de Ruptura Ksi E 60XX E 70XX 60 70 MPa 414 482 Limite de Escoamento Ksi 48 58 MPa 331 399 Alongamento A% 22 22

Observaes: O Eletrodo E6013 especifica o mnimo A = 17%; O Eletrodo E6022 no especificado o limite de escoamento e alongamento mnimos; O Eletrodo E7014 e E7024 especifica o mnimo A = 17%.

Y designa posio de soldagem; Estes dgitos significam:Classificao E601Y ou E701Y E602Y ou E702Y E7048 Posio de Soldagem Todas as posies. Posio plana e horizontal. Todas as posies mais a vertical descendente.

YY

tipo de revestimento e tipo de corrente de soldagem. A tabela 1 apresenta as

informaes necessrias sobre estes dgitos. O sistema opcional desta especificao para classificao :

E XX YY 1 HZ R,

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1 designa requerimentos especiais de impacto para os eletrodos E7016, E7018 e parao E7024 designa requerimento especial de ductilidade.

HZ designa eletrodo com requerimentos de teste de hidrognio difusvel. R designa que o eletrodo encontra requerimentos de teste de umidade absorvida.Tabela 1: Tipo de Revestimento e Tipo de Corrente, dgitos YY.

YY10 11 12 13 14

Tipo de CorrenteCC +

Tipo de Arco Penetrao

Revestimento

Teor de Hidrognio

Forte Spray

Profunda

Celulsico. Silicato de Sdio.

Alto 20ml/100g Alto 20ml/100g

CC+ / CA

Forte Spray

Profunda

Celulsico. Silicato de Potssio.

CC- / CA

Mdio Spray

Mdia

Rutlico. Sdio.

Silicato

de

Mdio 15ml/100g

CC+ - / CA

Suave Spray

Pouca

Rutlico. Potssio.

Silicato

de

Mdio 15ml/100g

CC+ - / CA

Suave Spray

Mdia

Rutlico.

Silicato

de

Mdio 15ml/100g

Potssio, 25-40% P Ferro.

15 16 18

CC+

Mdio Globular

Mdia

Bsico. Sdio.

Silicato

de

Baixo 2 ml/100g

CC+ / CA

Mdio Globular

Mdia

Bsico. Potssio.

Silicato

de

Baixo 2 ml/100g

CC + / CA

Mdio Globular

Mdia

Bsico.

Silicato

de

Baixo 2 ml/100g

Potssio, 25-40% P de Ferro.

19 20 22 24

CC + - / CA

Suave Spray

Alta

Rutlico

e

cido.

Mdio 15ml/100g

Silicato de Potssio. CC + - / CA Suave Spray Alta cido. Potssio. CC - / CA Suave Spray Alta cido. Potssio. CC + - / CA Suave Spray Mdia Rutlico. Silicato de Silicato de Silicato de

Mdio 15ml/100g Mdio 15ml/100g Mdio

LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

Potssio, 50% P de Ferro.

15ml/100g

27

CC + - / CA

Suave Spray

Alta

cido.

Silicato

de

Mdio 15ml/100g

Potssio, 50% P de Ferro.

28

CC + / CA

Mdio Globular

Mdia

Bsico.

Silicato

de

Baixo 2 ml/100g

Potssio, 50% P de Ferro.

48

CC + / CA

Mdio Globular

Mdia

Bsico.

Silicato

de

Baixo 2 ml/100g

Potssio, 25-40% P de Ferro.

A seguir apresentada uma breve descrio dos principais eletrodos revestidos desta especificao e as suas principais caractersticas:

E6010: eletrodo celulsico, com silicato de sdio CC+. Apresenta alta penetrao. Soldagem em todas as posies tanto na vertical descendente e sobre-cabea. E6011: Similar, com silicato de Potssio CC+ e CA. E6012/13: eletrodo rutlico, CA e CC+-. O E-6013 com silicato de potssio apresenta arco eltrico muito estvel indicado para soldar chapa fina. E7014/24: eletrodo rutlico, similar ao E-6012/13, porm com adio de p de ferro. E7014 oscila entre 25 a 40% de adio de p de ferro e 7024 oscila 50%. O E7024 indicado para a posio plana e horizontal. Estes eletrodos so indicados para a soldagem de filete. Apresentam fcil remoo de escria. E7015: eletrodo bsico, com baixo H2 no metal de solda. formulado com silicato de sdio - CC+. Indicado para as posies de soldagem plana, horizontal, vertical descendente e sobre-cabea. E7016: eletrodo bsico, com baixo H2 no metal de solda. formulado com silicato de potssio - CC+ e CA.

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E7018/28: eletrodo bsico, com Baixo H2 no metal de solda. E7018 oscila de 25 a 40% p de ferro. E7028 oscila 50% p de ferro. Posio plana e horizontal filete. CC+ e CA. E7048: eletrodo bsico similar ao E-7018, formulado para posio vertical descendente. E6019: eletrodo formulado com minrio ilmenita, (TiO3.Fe2O3). Apresenta caracterstica intermediria entre os E-6013 e E-6020. CC-+ e CA. As soldas apresentam bom acabamento e remoo escria autodestacvel. E6020/27: eletrodos cidos. CC- e CA. Apresenta boa soldabilidade. indicado para as posies de soldagem plana e horizontal. E-6027 com adio de p ferro de 50%. E6022: eletrodo similar ao E6020. indicado para soldagem em alta velocidade e alta deposio em juntas de topo e sobrepostas. Posio plana e horizontal de filete.

6.3

Especificao AWS A5.5

A Especificao AWS A5.5 se aplica a eletrodos revestidos de ao carbono de baixa liga. Esta especificao se assemelha a AWS A5.1, com adicional requerimento de obrigatoriedade de anlise qumica do metal depositado.

O critrio empregado para a classificao dos eletrodos : tipo de corrente de soldagem; tipo de revestimento; posio de soldagem; anlise qumica do metal depositado; propriedades mecnicas do metal de solda.

Os ensaios requisitados para estes eletrodos so idnticos aos da especificao AWS A5.1: Anlise qumica em 4 camadas de solda, Conjunto soldado em chanfro para avaliar a sanidade do metal depositado e propriedades mecnicas, LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

-

Solda de filete para avaliar a usabilidade do eletrodo.

O sistema de classificao obrigatrio :

E (X)XX YY X E designa Eletrodo; (X)XX designa limite de ruptura do ensaio de trao na unidade de Ksi (1000 psi); Estes dgitos podem ser 70, 80, 90, 100, 110 ou 120 e significam:Classificao Limite de Ruptura Ksi E 70XX-X E 80XX-X E90XX-X E100XX-X E110XX-X E120XX-X 70 80 90 100 110 120 MPa 480 550 620 690 760 830 Limite de Escoamento Ksi 57 67 77 87 97 107 MPa 390 460 530 600 670 740 Alongamento A% 22 19 17 16 15 14

Observaes: conveniente para cada eletrodo verificar exatamente a faixa de propriedades mecnicas requeridas. A tabela acima registra os valores genricos para as classes de propriedades mecnicas.

Y designa posio de soldagem; Estes dgitos significam:Classificao E(X)XX1Y-X E(X)XX2Y-X Posio de Soldagem Todas as posies. Posio plana e horizontal.

YY tipo de revestimento e tipo de corrente de soldagem. Estes dgitos so idnticos aAWS A5.1 sendo eletrodos cidos, bsicos, celulsicos ou rutlicos. LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

X ltimo dgito desta classificao designa composio qumica do metal depositado.Esta classificao quanto composio qumica :

A: liga de Mo molibdnio; B: liga de Cr cromo e Mo molibdnio; C: liga de Ni nquel; D: liga de Mn mangans, Ni nquel e Mo molibdnio; G: Geral - uma liga definida como um acordo fornecedor-cliente. P: eletrodos para tubulao Contm Ni nquel, Mn mangans, Cr cromo, Mo molibdnio e V vandio. W: Indicado para a soldagem de aos resistentes a corroso Contm Ni nquel, Cr cromo e Cu cobre. M: Especificao Militar Americana indicado para a soldagem de aos temperados e revenidos de alta resistncia mecnica at 120 Ksi Contm Mn Mangans, Ni nquel, Cr - cromo e Mo - molibdnio.

Exemplos de eletrodos revestidos desta especificao:Classificao E7010-A1 E7018-A1 E8016-B1 E8018-B1 E8018-B2 E9018-D1 E10018-D1 E12018-M Principais Caractersticas Celulsico Liga de Mo Bsico Liga de Mo Bsico Liga Cr Mo Bsico com p de ferro Liga Cr - Mo Bsico com p de ferro - mais Cr e Mo do que a liga B1 Bsico com p de ferro Liga Mn Mo alta resistncia Bsico com p de ferro Liga Mn Mo alta resistncia Bsico com p de ferro Especificao Militar para aos de alta resistncia E7010-P1 E7018-W1 Celulsico soldagem de tubulao Bsico com p de ferro soldagem de aos de resistncia corroso ASTM A242 e A588

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6.4

Especificao AWS A5.4

A Especificao AWS A5.4 se aplicam a eletrodos revestidos de aos inoxidveis. O teor de Cr cromo destes eletrodos no mnimo de 10,5%.

O critrio empregado para a classificao dos eletrodos :

-

anlise qumica do metal depositado; corrente e posio de soldagem.

Quanto anlise qumica estes eletrodos utilizam a classificao da Norma AISI aplicada a aos inoxidveis.

O sistema de classificao obrigatrio :

E XXX(X) - YY E designa Eletrodo; XXX(X) refere-se composio qumica do metal depositado de acordo com a Norma AISI. Srie 300 aos austenticos , Srie 400 aos martensticos.

(X) pode ser L que significa baixo teor de C carbono e H que significa alto teor de C carbono.

Y referem-se as posies de soldagem idntica a AWS A5.1 e A5.5. 1 significa todasas posies de soldagem e 2 significa posio de soldagem plana e horizontal.

YY referem-se ao tipo de corrente e caracterstica do revestimento.Comentrios destes Dgitos YY: EXXX(X)-15: CC+. Todas as posies de soldagem. Os elementos de liga so provenientes da alma do eletrodo. O revestimento do tipo bsico, similar ao eletrodo E 7015.

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EXXX(X)-25: CC+. Para as posies de soldagem plana e horizontal. Eletrodo do tipo sinttico, ou seja, os elementos de liga so provenientes do revestimento e a alma de ao carbono. EXXX(X)-16: CC+ ou CA. Todas as posies de soldagem. Os elementos de liga so provenientes da alma do eletrodo. O revestimento do tipo TiO2 e Silicato de Potssio, similar E 6013. EXXX(X)-17: CC+ ou CA. Todas as Posies. Tm Ilmenita e TiO2. Este eletrodo similar E 6019. EXXX(X)-26: CC+ ou CA. Para as posies de soldagem plana e horizontal. Eletrodos Sintticos.

Exemplos de composio qumica destes eletrodos desta especificao so mostrados na tabela a seguir:Classificao AWSE240-XX E308-XX E308L-XX E308H-XX E309-XX E309L-XX E347-XX E410-XX E410NiMo-XX E2209-XX

Composio Qumica C0,05

Cr17,0-19,0

Ni4,0-6,0

Mo0,75

Mn10,513,5

Si1,00

P0,03

S0,03

N0,1-0,3

Cu0,75

0,08 0,03 0,040,08 0,12 0,03 0,08 0,12 0,06

19,5-22,0 19,5-22,0 19,5-22,0

9,0-11,0 9,0-11,0 9,0-11,0

0,75 1,0-2,5 0,75 1,0-2,5 0,5 1,0-2,5

0,3-0,65 0,3-0,65 0,3-0,65

0,03 0,03 0,03

0,03 0,03 0,03

-

0,75 0,75 0,75

23,0-25,0 23,0-25,0 19,0-21,5 11,5-13,5 11,0-12,5

12,0-14,0 12,0-14,0 9,0-11,0 0,6 4,0-5,0

0,75 1,0-2,5 0,75 1,0-2,5 0,75 1,0-2,5 0,75 0,40,7 0,6 0,6

0,3-0,65 0,3-0,65 0,3-0,65 0,5 0,5

0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

-

0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

0,03

21,5-23,5

7,5-9,5

2,53,5

0,5-2,0

0,9

0,03

0,03

0,080,20

0,75

E347-XX tm Nibio= 10 X %C = mximo 1,0%.

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7. VARETAS PARA SOLDAGEM OXI-GS AWS A5.2

As varetas de ao carbono e baixa liga para o processo de soldagem oxi-gs so classificados de acordo com as propriedades mecnicas do metal de solda na condio como soldado.

O sistema de classificao obrigatrio :

R XXX R designa vareta. XXX designa limite de ruptura no ensaio de trao em Ksi.A tabela a seguir apresenta as varetas desta classificao com os requisitos de propriedades mecnicas e anlise qumica.

Classificao AWSR45 R60

LR Ksi60

Anlise Qumica C0,08 0,15

Mn0,5 0,91,4

Si0,1 0,10,35 0,10,7 0,20,35

S

P

Cu0,3 0,3

Cr0,2 0,2

Ni0,3 0,3

Mo0,2 0,2

Al0,02 0,02

0,035 0,040 0,035 0,030

R65

65

0,15

0,91,6

0,035

0,03

0,3

0,4

0,3

0,2

0,02

R100

100

0,180,23

0,70,9

0,025 0,025

0,15

0,40,6

0,40,7

0,150,25

0,02

RXXX-G

XXX

No Especificado acordo fornecedor/cliente.

Para fazer anlise qumica retirado material da prpria vareta.

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8. ARAMES E VARETAS PARA AO CARBONO AWS A5.18 A especificao AWS A5.18 prescreve os requerimentos para a classificao de eletrodos slidos ou compostos (arame tubular com ncleo metlico metal cored) e varetas para os processos GMAW, GTAW e PAW na soldagem de ao carbono. O critrio de classificao desta especificao : Eletrodos e Varetas slidas: anlise qumica do prprio eletrodo ou vareta e propriedades mecnicas do metal depositado; Eletrodos Compostos: anlise qumica e propriedades mecnicas do metal depositado.

O sistema de classificao obrigatrio :

ER XX Y X ER designa eletrodo na forma de arame ou vareta. XX designa o limite de ruptura no ensaio de trao em Ksi. Y- este dgito pode ser S designa eletrodo slido ou C designa eletrodo composto.

X designa a faixa de composio qumica.Os requerimentos de propriedades mecnicas dos principais eletrodos e varetas desta especificao so apresentados na tabela a seguir:Classificao AWS ER70S-3 ER70S-6 ER70S-G ER70C-6(X) ER70C-G(X) Gs de Ensaio de Trao LE Ksi MPa 58 400 58 400 58 400 58 400 58 - 400 A (%) 22 22 22 22 22 Ensaio Impacto 27J a -20 C 27J a -30 C (c) 27J a -30 C (c)

Proteo(a) LR Ksi MPa SG C SG C SG C (b) (b) 70 480 70 480 70 480 70 480 70 480

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(a) Em GTAW utilizar SG A, (b) O gs de proteo definido pelo fornecedor/cliente, este (X) pode ser C quando utilizar SG-C ou M quando utilizar mistura de gases. (c) O requerimento de ensaio de impacto definido pelo fornecedor/cliente. Os requerimentos de composio qumica dos principais eletrodos e varetas desta especificao so apresentados na tabela a seguir:Classificao AWS ER70S-3 ER70S-6 ER70S-G ER70C-6(X) ER70C-G(X)0,12 1,75

Anlise Qumica C0,060,15 0,060,15 1,41,85

Mn0,9-1,4

Si0,450,75 0,81,15

P0,025

S0,035

Ni0,15

Cr0,15

Mo0,15

V0,03

Cu0,5

0,025

0,035

0,15

0,15

0,15

0,03

0,5

No especificado acordo fornecedor/cliente. 0,9 0,03 0,03 0,5 0,2 0,3 0,08 0,5

No especificado acordo fornecedor/cliente.

Para eletrodos compostos a anlise qumica refere anlise do metal depositado. O gs de proteo pode ser SG-C ou SG-AC-25 ou SG-AC-20. Para eletrodos slidos ou varetas retirado material do prprio produto para anlise. 9. ARAMES E VARETAS PARA AO INOXIDVEL AWS A5.9 A Especificao AWS A5.9 se aplicam a arames, varetas, fitas e eletrodos compostos de aos inoxidveis. O teor de Cr cromo destes consumveis no mnimo de 10,5%. O critrio empregado para a classificao dos eletrodos :

-

Anlise qumica do arame, vareta ou fita; Anlise qumica do metal depositado para eletrodos compostos.

Quanto anlise qumica estes eletrodos utilizam a classificao da Norma AISI aplicada a aos inoxidveis.

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O sistema de classificao obrigatrio :

E Y XXX(X) E designa Eletrodo; Y este dgito pode ser ER na forma de eletrodo ou vareta, C na forma de eletrodo composto ou Q na forma de fita.

XXX(X)

refere-se composio qumica do metal depositado de acordo com a

Norma AISI. Srie 300 aos austenticos, Srie 400 aos martensticos. idntica a composio qumica apresentada na especificao AWS A5.4.

Estes consumveis desta especificao podem ser utilizados nos processos de soldagem GTAW, GMAW, PAW e SAW.

A seguir so apresentadas algumas consideraes sobre os processos de soldagem referente utilizao destes consumveis:

- PAW e GTAW: A composio qumica do metal de solda idntica a composio da vareta ou arame, pode ocorrer perdas de 0,02% no teor de C e adies em 0,02% no teor de N. Apresenta pequena diferena entre o teor de ferrita e o real encontrado na soldagem. - GMAW: Ocorrem adies no teor de N no metal depositado. Pode ocorrer perda por volatilizao nos teores de Mn, Si, Ni, Mo e principalmente Cr. - SAW: Devida alta intensidade de energia neste processo podem ocorrer grande perda no teor de Cr (0,5 a 3,0%). Ocorre aumento no teor de Si de 0,3 a 0,6%, aumento no teor de Mn de 0,5%.

As aplicaes de todos os consumveis de soldagem para aos inoxidveis, incluindo os eletrodos e arames tubulares, so selecionados pela sua composio qumica AISI. LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

9.1 Tipos de Eletrodos e suas aplicaes ER - 308 : 21% Cr e 10% Ni. So freqentemente associados aos 28-8, 19-9 e 20-10. Soldagem Inox tipo 304.

ER - 308L: Classificao idntica ER-308, apenas C 0,03% mximo para reduzir a possibilidade de corroso intergranular. ER-308H: Classificao idntica ao ER-308, apenas com o teor de C restrito na faixa superior. Alta resistncia alta temperatura. Soldagem 304H.

ER-309: 24% Cr e 13% Ni. Usado para soldagem dissimilar, ao carbono com ao inox tipo 304. Utilizado tambm em condies severas de corroso em 304.

ER-309L: Classificao idntica ER-309, apenas C 0,03% mximo para reduzir a possibilidade de corroso intergranular.

ER-309Mo: Classificao idntica a ER-309 com 2 a 3% de Mo para aumentar a resistncia corroso por Pit. So utilizados nas primeiras camadas para preservar o teor de Cr e Mo - diluio. ER-316L: 19% Cr, 12,5% Ni e 2,5% Mo com teor de C mximo de 0,03%. Soldagem Inox 316, Servios em Alta Temperatura.

ER-347: 20% Cr, 10% Ni e Nb. reduzida a possibilidade de corroso intergranular. Apresenta alta resistncia mecnica em altas temperaturas. Soldagem Inox 347 e 321.

ER-410NiMo: 12% Cr, 4,5 % Ni e 0,55% Mo. Soldagem Inoxidvel 410. utilizado para a soldagem de revestimento. Para a soldagem de unio necessrio fazer pr e psaquecimento.

ER-430: 16% Cr. Suficiente balano de Cr para garantir boa resistncia corroso. conveniente tratamento trmico. LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

10. FLUXOS E ARAMES PARA SOLDAGEM A ARCO SUBMERSO AWS A5.17 Os fluxos para a soldagem arco submerso so um produto granulado, adequado para suportar elevada intensidade de corrente usada neste processo. O Fluxo apresenta as seguintes funes: Estabilizar o arco eltrico; Formar uma escria que protege a poa de fuso lquida contra ao da atmosfera; Atuar como desoxidante, limpando o metal de solda lquido; Proporcionar isolao trmica, concentrando o calor na poa de fuso; Adicionar elementos de liga no metal de solda; Ter caractersticas fsico-qumicas que controlam o acabamento e a geometria do cordo de solda. Estas funes so similares a apresentadas pelo revestimento do eletrodo revestido. Os fluxos quanto ao mtodo de fabricao podem ser aglomerados ou fundidos. 10.1 fluxos aglomerados Os fluxos aglomerados so constitudos de compostos minerais (xidos de mangans, silcio, alumnio, titnio, zircnio, magnsio ou clcio) e ferro-ligas como ferro-silcio, ferro-mangans ou ligas similares que tm como principal funo desoxidar a poa de solda. A esses ingredientes adicionado um agente aglomerante, normalmente silicato de sdio. O produto agregado sinterizado em fornos com temperaturas entre 600900 C.Os fluxos aglomerados tm as seguintes caractersticas: Permite o uso de desoxidantes e adio de elementos de liga; A escria se destaca facilmente; Baixo custo de fabricao; Os finos no devem ser totalmente removidos, pois podem alterar a composio original; So higroscpicos, principalmente os fluxos bsicos, necessitando de secagem antes do seu uso.

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10.2 fluxos fundidos Os fluxos fundidos so constitudos dos mesmos compostos minerais utilizados nos fluxos aglomerados. Estes ingredientes so fundidos em forno a gs em temperaturas entre 1250-1450 O fluxo fundido vazado contra um jato de gua, adquirindo aspecto C. vtreo e aps a moagem fica granular.

Os fluxos fundidos caractersticas:

tm

as

seguintes

Homogeneidade qumica; Os finos podem ser removidos sem mudana da composio do fluxo; No so higroscpicos, dispensando a secagem;

No se pode adicionar elementos de liga, pois estes se oxidariam durante o processo de fuso; Alto custo de fabricao. 10.3 Especificao AWS A5.17 A especificao AWS A5.17 aplicada a fluxos e arames para a soldagem a arco submerso de aos carbono. O critrio empregado para esta classificao : Propriedades mecnicas do metal depositado obtido da combinao fluxoeletrodo; A condio de tratamento trmico na qual as propriedades mecnicas foram obtidas; Anlise qumica do arame-eletrodo ou do metal depositado para eletrodos compostos.

Os ensaios requisitados para esta classificao so: anlise qumica do arame-eletrodo, anlise qumica de metal depositado para arame composto e o conjunto soldado em chanfro para avaliar as propriedades mecnicas e sanidade do metal depositado. O sistema de classificao obrigatrio :

F X X X E XXXLINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

F designa Fluxo; X designa limite de ruptura do ensaio de trao na unidade de 10 Ksi. Estes dgitospodem 6 ou 7 e significam:

Classificao

Limite de RupturaKsi 60-80 70-95 MPa 430-560 480-660

F6XX-EXXXF7XX-EXXX

Limite de Escoamento Ksi MPa 48 330 58 400

Alongamento A% 22 22

X designa a condio de tratamento trmico no qual as propriedades mecnicas foramobtidas: A como soldado (as welded) e P aps tratamento trmico de alvio de tenses (postweld heat treated).

X designa requerimentos de impacto. Indica a temperatura no qual efetuado ensaiode impacto e encontra requerimentos mnimos de 27 J: Dgito Z 0 2 4 5 6 8 Temperatura em F sem requisitos 0 -20 -40 -50 -60 -80 Temperatura em C sem requisitos -18 -29 -40 -46 -51 -62

E designa Eletrodo. XXX(X) designa a composio qumica do arame eletrodo. X este dgito pode ser L baixo teor de Mn, M mdio teor de Mn e H alto teor deMn. Este dgito ainda pode ser C que significa eletrodo composto (metal cored).

XX estes dgitos significam a faixa centesimal do teor de C. (X) este dgito quando esta nesta classificao K que significa acalmado ao silcio.A tabela a seguir apresenta a composio qumica dos principais eletrodos desta classificao.

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Classificao Eletrodo EL12 EM12K EM13K EH11K EH12K EC1 C 0,04-0,14 0,05-0,15 0,06-0,16 0,07-0,15 0,06-0,15 0,15 Mn 0,25-0,60 0,80-1,25 0,90-1,40 1,40-1,85 1,50-2,00 1,80

Anlise Qumica Si 0,10 0,10-0,35 0,35-0,75 0,80-1,15 0,25-0,65 0,90 S 0,030 0,030 0,030 0,030 0,025 0,035 P 0,030 0,030 0,030 0,030 0,025 0,035 Cu 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35

Para os eletrodos slidos retirado material para anlise do prprio produto. Para os eletrodos compostos analisada a composio qumica do metal depositado.

O apndice desta especificao estabelece a classificao dos fluxos segundo a neutralidade, ou seja, pela sua atividade metalrgica na poa de fuso.

Por esta classificao os fluxos podem ser ativos, neutros ou compostos com liga.

-

Fluxos Ativos: contm grande quantidade de Mn e Si. Estes elementos so adicionados ao fluxo para fornecer elevada resistncia a porosidade e trincas causadas por contaminantes no metal base ou sobre sua superfcie. O principal uso dos fluxos ativos a soldagem em passe nico com baixo ndice de defeitos e boa qualidade de solda. Deve se tomar cuidado ao aplicar este tipo de fluxo em soldas multipasse em chapas com espessura acima de 25 mm.

-

Fluxos Neutros: a composio qumica do metal de solda praticamente idntica a composio do eletrodo. O principal uso dos fluxos neutros a soldagem multipasse em chapas de elevada espessura. Estes fluxos apresentam excelentes propriedades mecnicas, principalmente tenacidade baixa temperatura. Deve-se tomar cuidados com a preparao da junta, pois sensvel a porosidade.

-

Fluxos Compostos com Liga: Estes Fluxos alm de Mn e Si podem adicionar elementos de liga como Cr, Mo, Ni. A principal aplicao destes fluxos a soldagem de revestimento duro. Deve-se tomar cuidados com a variao dos LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

parmetros de soldagem porque podem alterar a composio qumica do metal de solda.

11. ARAMES TUBULARES AWS A5.20, A5.29 E A5.22

As Especificaes AWS A5.20, A5.29 e A5.22 prescreve requerimentos para a classificao de arames tubulares com ncleo fluxado para o processo de soldagem arame tubular FCAW. Estes arames tubulares podem utilizar ou no proteo auxiliar de gs. Os gases de proteo normalmente usados so SG-C ou SG-AC. Os arames tubulares que no necessitam de proteo auxiliar de gs so chamados de autoprotegidos.

11.1 Especificao AWS A5.20

Esta especificao prescreve os requerimentos para a classificao de arames tubulares de ao carbono.

Os eletrodos tubulares cobertos por esta especificao so classificados de acordo com: As propriedades mecnicas do metal de solda na condio como soldado; As caractersticas de usabilidade do eletrodo, incluindo presena ou ausncia de proteo gasosa; As posies de soldagem que os eletrodos so adequados.

O sistema de classificao obrigatrio :

EXXTX E designa eletrodo. X designa limite de ruptura no ensaio de trao em 10 Ksi.

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X

indica a posio de soldagem: 1 todas as posies e 0 posio plana e

horizontal.

T designa arame tubular com ncleo fluxado. X indica a usabilidade do eletrodo. A Tabela 2 apresenta estas caractersticas dos

eletrodos. Os requerimentos de propriedades mecnicas dos principais eletrodos tubulares desta especificao so apresentados na tabela a seguir:Classificao AWS E7XT-1, -1M E7XT-2, -2M E7XT-3 E7XT-4 E7XT-5, -5M E7XT-6 E7XT-7 E7XT-8 E7XT-9, -9M E7XT-10 E7XT-11 E7XT-12, -12M E6XT-13 E7XT-13 E7XT-14 E7XT-G E7XT-GS Ensaio de Trao LR Ksi MPa 70 480 70 480 70 480 70 480 70 480 70 480 70 480 70 480 70 480 70 480 70 480 70/90 480/620 60 415 70 480 70 480 70 480 70 480 58 400 58 400 58 400 58 400 58 400 58 400 58 400 58 400 58 400 LE Ksi MPa 58 400 A (%) 22 Ensaio Impacto 27J a -18 C

No Especificado No Especificado 22 22 22 22 22 22 27J a -29 C 27J a -29 C 27J a -29 C No Especificado 27J a -29 C 27J a -29 C

No Especificado 22 22 No Especificado 27J a -29 C

No Especificado No Especificado No Especificado 22 No Especificado

No Especificado

Quando os eletrodos tubulares E7XT-1, E7XT-5, E7XT-6, E-7XT-8, E7XT-9 e E7XT-12 quando acrescidos da letra J no final, significa que os requisitos de impacto passam para27J a -40 Exemplo E7XT-1J ou E7XT-1MJ. C.

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Tabela 2: Usabilidade do eletrodo tubular quanto polaridade, proteo de gs e tcnica operatria.Classificao AWS E7XT-1, -1M E7XT-2, -2M E7XT-3 E7XT-4 E7XT-5, -5MTcnica

Tcnica, Proteo, Polaridade e Caractersticas.Proteo Externa Passes Mltiplos Passe Simples Passe Simples Passes Mltiplos Passes Mltiplos -5: SG-C -5M: SG-AC CC+/CC+ -1: SG-C -1M: SG-AC -2: SG-C -2M: SG-AC CC+ CC+ CC+ Transferncia spray, rutlico, alta taxa de deposio. Transferncia spray, rutlico, alto teor de Mn e Si, alta taxa de deposio. Transferncia spray, altas velocidades de soldagem. Transferncia globular, alta taxa de deposio, baixo teor de S, baixa penetrao. Polaridade

Caractersticas

Transferncia globular, CaF2, impacto a baixa temperatura, alta resistncia trinca a frio ou a quente.

E7XT-6

Passes Mltiplos

-

CC+

Transferncia spray, impacto a baixa temperatura, boa penetrao em passes de raiz, fcil remoo de escria.

E7XT-7

Passes Mltiplos

-

CC-

Transferncia spray, baixo teor de S, alta taxa de deposio.

E7XT-8

Passes Mltiplos

-

CC-

Transferncia spray, impacto a baixa temperatura, alta resistncia trinca, adequado para todas as posies.

E7XT-9, -9M

Passes Mltiplos

-9: SG-C -9M: SG-AC

CC+

Transferncia

spray,

caractersticas

similares ao E7XT-1 com melhor impacto. Baixo teor de Mn e Si.

E7XT-10

Passe Simples

-

CC-

Transferncia em pequenas gotas, altas velocidades de soldagem.

E7XT-11

Passes Mltiplos

-

CC-

Transferncia spray suave, recomendado para espessura at 19mm.

E7XT-12, -12M

Passes Mltiplos

-12: SG-C -12M: SG-AC

CC+

Transferncia

spray,

caractersticas

similares ao E7XT-1 com melhor impacto. Baixo teor de Mn baixa dureza metal de solda.

E6XT-13

Passe

-

CC-

Transferncia curto circuito, indicado para

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Simples

passe de raiz em soldas de tubulao.CC-

E7XT-13

Passe Simples

Transferncia curto circuito, indicado para passe de raiz em soldas de tubulao.

E7XT-14

Passe Simples

-

CC-

Transferncia spray, alta velocidade de soldagem, chapas de espessura at

4,8mm, chapas galvanizadas. E7XT-GPasses Mltiplos No Especificado

Acordo

fornecedor/cliente

controle

apenas no teor de C para atender a propriedades no ensaio de trao.

E7XT-GS

Passe Simples No Especificado

Acordo

fornecedor/cliente

requisitos

apenas para atender propriedades no ensaio de trao.

Para os eletrodos com aplicao de soldagem de passe simples, esta especificao determina que seja realizado um teste de soldagem especfico, mostrado na figura abaixo, ao invs de conjunto soldado referenciado nas outras especificaes. Neste ensaio apenas se avalia o limite de ruptura por tratar de uma avaliao de junta soldada ao invs de metal depositado. Este ensaio ilustrado na figura a seguir:

Ensaio conjunto soldado para eletrodos tubulares de passe

simples. Avaliam-se as propriedades mecnicas de ensaio de trao da junta soldada e sanidade da solda pelo ensaio de dobramento.

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11.2 Especificao AWS A5.29

Esta especificao prescreve os requerimentos para a classificao de arames tubulares de ao carbono de baixa liga.

Os eletrodos tubulares cobertos por esta especificao so classificados de acordo com: As propriedades mecnicas do metal de solda; As caractersticas de usabilidade do eletrodo, incluindo presena ou ausncia de proteo gasosa; As posies de soldagem que os eletrodos so adequados; A composio qumica do metal depositado.

O sistema de classificao obrigatrio :

EXXTX-X E designa eletrodo. X designa limite de ruptura no ensaio de trao em 10 Ksi. X indica a posio de soldagem: 1 todas as posies e 0 posio plana e

horizontal.

T designa arame tubular com ncleo fluxado. X indica a usabilidade do eletrodo. Estas caractersticas dos eletrodos so idnticas asapresentadas na Tabela 2 na Especificao AWS A5.20, apenas que so encontrados apenas os tipos: EXXT1-X, EXXT4-X, EXXT5-X, EXXT6-X, EXXT7-X, EXXT8-X, EXXT11-X e EXXTG-X.

X indica a composio qumica do metal depositado. Este dgito pode ser:A liga de Mo. LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

B liga Cr e Mo. Ni liga de Ni. D liga de Mn e Mo. K liga de Ni, Cr e Mo aos de alta resistncia mecnica temperados e revenidos. W liga de Ni, Cu e Cr aos de resistncia corroso atmosfrica.

Os requerimentos de propriedades mecnicas dos principais eletrodos tubulares desta especificao so apresentados na tabela a seguir:Classificao AWS E6XTX-X, -XM E7XTX-X, -XM E8XTX-X, -XM E9XTX-X, -XM E10XTX-X, -XM E11XTX-X, -XM E12XTX-X, -XM EXXTX-G EXXTG-X EXXTG-G Propriedades no especificadas. Ensaio de Trao LR Ksi MPa 60/80 410/550 70/90 480/620 80/100 550/690 90/110 620/760 100/120 690/830 110/130 760/900 120/140 830/970 LE Ksi MPa 50 340 58 - 400 68 - 470 78 - 540 88 - 610 98 - 680 108 - 745 A (%) 22 20 19 17 16 15 14

Observaes: Os requerimentos de impacto so para cada tipo de eletrodo tubular. 11.2 Especificao AWS A5.22

Esta especificao prescreve os requerimentos para a classificao de arames tubulares de ao inoxidvel para a soldagem com processo FCAW e varetas tubulares para o processo GTAW aplicada em passes de raiz. O teor de Cr cromo destes consumveis no mnimo de 10,5%.

O critrio empregado para a classificao dos eletrodos :

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-

Anlise qumica do metal depositado; O tipo de proteo; As posies de soldagem e tipo de corrente utilizado.

O sistema de classificao obrigatrio :

E XXX(X) TX-X E designa Eletrodo; XXX(X) refere-se composio qumica do metal depositado de acordo com a

Norma AISI. Srie 300 aos austenticos, Srie 400 aos martensticos. idntica a composio qumica apresentada nas especificaes AWS A5.4 e A5.9.

T designa arame tubular com ncleo fluxado. X indica a posio de soldagem: 1 todas as posies e 0 posio plana e

horizontal.

X indica a usabilidade do eletrodo. A tabela a seguir apresenta estas caractersticas doeletrodo.Classificao AWS Processo Tcnica, Proteo e Polaridade. Proteo ExternaEXXXTX-1 EXXXTX-3 EXXXTX-4 RXXXTX-5 EXXXTX-G RXXXTX-G FCAW FCAW FCAW GTAW FCAW GTAW SG-C SG-AC SG-A CC+ CC+ CCCC-

Polaridade

No especificado acordo fornecedor/cliente.

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12. IDENTIFICAO, EMBALAGEM DOS CONSUMVEIS.

A Especificao AWS A5.1 exige que todos os eletrodos revestidos devem ser identificados da seguinte forma:

1. Deve ser impressa a classificao do eletrodo; 2. Esta identificao deve estar no mximo a 65mm da ponta do eletrodo sobre o revestimento; 3. A identificao deve ser em negrito e legvel. 4. A tinta utilizada deve providenciar devido destaque com o revestimento do eletrodo. As embalagens precisam ser estanques garantindo que preserve as

caractersticas de cada eletrodo. As embalagens mais comuns so as latas, como mostrado na figura abaixo, mas hoje em dia esto ficando mais comum os cartuchos fechados hermeticamente. A Norma AWS exige que os eletrodos E7018-M sejam embalados hermeticamente.

A especificao AWS A5.1 exige que cada embalagem contenha as seguintes informaes:

1. Especificao e Classificao AWS; 2. Nome do fabricante e marca comercial; 3. Dimenso do eletrodo e peso; 4. Lote, controle ou nmero de corrida; 5. Cada embalagem deve estar impressa as recomendaes quanto a risco na operao de soldagem descrito pela ANSI Z49.1

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13. INSPEO VISUAL DOS ELETRODOS

A inspeo visual deve seguir as recomendaes escritas nas especificaes. No Brasil se utiliza a Norma Petrobrs N-133.

Esta norma exige que os eletrodos que apresentem irregularidades ou descontinuidades no revestimento sejam considerados inaceitveis.

Exemplos de descontinuidades ou irregularidades so: reduo localizada de espessura, trincas transversais ou longitudinais, destacamento do revestimento, danos na extremidade, falta de aderncia, deficincias dimensionais de comprimento e excentricidade e sinais de oxidao da alma.

Uma descontinuidade considerada muito grave a excentricidade do eletrodo, pois se este apresentar excentricidade alm dos limites da especificao, ir apresentar um arco eltrico errtico, com grande probabilidade de induzir um defeito na soldagem.

14. ARMAZENAMENTO DOS CONSUMVEIS

Os consumveis devem seguir as especificaes quanto ao seu armazenamento. No Brasil se utiliza a Norma Petrobrs N133. As principais recomendaes quanto ao armazenamento e manuseio dos consumveis esto nos pargrafos abaixo.

Os eletrodos, varetas, fluxos e arames em sua embalagem original devem ser armazenados sobre estrados ou prateleiras, em estufas que atendam as seguintes condies:

-

A temperatura deve ser no mnimo 10 acima da tem peratura ambiente e igual C ou superior a 20 C. A umidade relativa do ar deve ser no mximo de 50%.

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Quando as latas so armazenadas na posio vertical devem preservar as pontas dos eletrodos. Estas pontas devem estar voltadas para cima, devendo seguir as instrues do fabricante. A ordem de retirada de embalagens do estoque deve evitar a utilizao preferencial dos materiais recm chegados.

Os eletrodos e fluxos de baixo hidrognio devem ser submetidos secagem e s condies de manuteno da secagem em estufas apropriadas.

Na estufa de secagem, os eletrodos devem ser dispostos em prateleiras, em camada no superior a 50mm e na estufa de manuteno de secagem em camada igual ou inferior a 150mm.

Nas estufas com bandejas para secagem ou manuteno de secagem, a camada de fluxo deve ser igual ou inferior a 50mm.

A secagem e a manuteno de secagem devem obedecer aos parmetros requeridos nas especificaes ou nas recomendaes do fabricante.

Os eletrodos revestidos de baixo hidrognio, quando de sua utilizao, devem ser mantidos em estufas portteis, em temperatura entre 80 e 150 As estufas devem C C. ser calibradas.

Os eletrodos revestidos de baixo hidrognio que, fora da estufa de manuteno de secagem, no forem utilizados aps uma jornada de trabalho devem ser identificados e retornar estufa de manuteno para serem ressecados. Permite-se apenas uma ressecagem.

A seguir so apresentados alguns exemplos de estufas utilizados na operao de soldagem:

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Estufa de Secagem: Devem ter termostato e termmetro. A estufa deve manter a temperatura at 400 C.

Estufa

de

Manuteno

de

Secagem: Devem ter termostato e termmetro. A estufa deve manter a temperatura at 200 Estas estufas C. devem permitir a circulao do ar.

Estufas

Portteis:

Devem

ter

termostato e termmetro. Acompanham o soldador individualmente. Estas

estufas devem manter a temperatura entre 80 e 150 C C.

15. Bibliografia

A bibliografia utilizada para a elaborao desta apostila foi:

1. As especificaes AWS A5.1; A5.2, A5.4, A5.5, A5.9, A5.17, A5.18, A5.20, A5.22, A5.29 e A5.32 de ltimo ano e reviso. 2. Livro WELDPERFECT editado pela AWS. 3. Livro Soldagem a Arco Submerso Coleo Soldagem 2000. 4. Apostila FBTS Inspetor de Soldagem ano 1990. 5. Norma Petrobrs N-133. O autor, Eng. Antonio C. Souza engenheiro de soldagem com experincia de 20 anos na rea de soldagem, com atuao no Brasil e Exterior, exerce a funo de LINCOLN ELECTRIC DO BRASIL Indstria e Comrcio Ltda. Av. Papa Joo Paulo I no 1818 CEP 07170-350 Cumbica Guarulhos SP Brasil Fone: 55 11 6432 5600 - Fax: 55 11 6432 5335 E-Mail: [email protected]

Gerente do Depto. Tcnico da Lincoln Electric do Brasil, certificado pela AWS como CWI, exerce o cargo de gerente de produtos de solda na empresa Carboox Resende Qumica Ind. e Com. Ltda onde trabalha a 12 anos, professor dos cursos de inspetor de soldagem h 6 anos nas disciplinas de consumveis e processos de soldagem.

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