14-SMAW

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st
id
os
Soldagem com Eletrodos Revestidos
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e • Fundamentos
• Equipamentos
• Consumíveis
• Técnica operatória
• Aplicações Industriais
So
ld
ag
em
 c
om
pl cações Industr a s
st
id
os
Fundamentos
Definição
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
A soldagem a arco com eletrodos
revestidos (Shielded Metal Arc Welding-
SMAW) é um processo que produz a
coalescência entre metais pelo
im nt d st s m m lét i
So
ld
ag
em
 c
om aquecimento destes com um arco elétrico
estabelecido entre um eletrodo metálico
revestido e a peça que está sendo soldada.
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Fundamentos
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
So
ld
ag
em
 c
om
st
id
os
Fundamentos
Cordão de solda sobre chapa feito com eletrodo
revestido:
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
Com escória Sem escória
So
ld
ag
em
 c
om
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Fundamentos
Cordão de solda em tubo feito com
eletrodo revestido:
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
So
ld
ag
em
 c
om
st
id
os
Fundamentos
Eletrodo revestido: vareta metálica, "alma",
que conduz a corrente elétrica e fornece
metal de adição para enchimento da junta e é
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e metal de adição para enchimento da junta e é
recoberta por uma mistura de diferentes
materiais, numa camada que forma o
"revestimento" do eletrodo.
Funções do revestimento: estabilizar o arco
elétrico; ajustar a composição química do
So
ld
ag
em
 c
om
elétrico; ajustar a composição química do
cordão; proteger a poça de fusão e o metal de
solda contra contaminação pela atmosfera;
conferir características operacionais, mecâ-
nicas e metalúrgicas ao eletrodo e à solda.
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Fundamentos
Vantagens:
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
• grande versatilidade de ligas soldáveis,
características operacionais, mecânicas e
metalúrgicas do metal depositado;
• custo relativamente baixo;
• simplicidade do processo e do equipamento;
So
ld
ag
em
 c
om
• simplicidade do processo e do equipamento;
• possibilidade de uso em locais de difícil
acesso ou abertos, sujeitos à ação de ventos
ou debaixo d’água.
st
id
os
Fundamentos
Limitações:
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
• baixa produtividade (entre 1,5 e 5 kg/h);
• baixo fator de ocupação do soldador, < 40%;
• treinamento demorado e oneroso;
• cuidados especiais com os eletrodos;
V l d d f d
So
ld
ag
em
 c
om •Volume grande de gases e fumos gerados
(prejudiciais à saúde, particularmente em
ambientes fechados).
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Fundamentos
- principal processo de soldagem em utilização
no Brasil, embora sua importância relativa
úl
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e tenha decrescido muito nos últimos anos,
particularmente nos países mais desenvolvidos;
- usada na fabricação, montagem e manutenção
de diferentes equipamentos e estruturas,
tanto em oficina como no campo;
So
ld
ag
em
 c
om
p
- processo é basicamente manual;
- variação "mecanizada“, soldagem por gravi-
dade, estaleiros.
st
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os
Fundamentos
-Metais soldáveis: aços-carbono, aços de baixa,
média e alta liga, aços inoxidáveis, ferros
fundidos alumínio cobre níquel e ligas;
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e fundidos, alumínio, cobre, níquel e ligas;
- metais não soldáveis: baixo ponto de fusão
Sn, Zn Pb e os refratários ou muito reativos,
Ti, Zr, Mo e Nb.
- soldagem de metais dissimilares.
U ã 1 0 3 2
So
ld
ag
em
 c
om Um passe, sem preparação 1,0 – 3,2
Um passe, com preparação 3,2 – 6,4
Vários passes > 3,2
Filete 1,6 a 7,0
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Equipamentos
fonte de energia, cabos, porta-eletrodos,
ferramentas (picadeira, escova de aço,
) i i d ( á
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e etc.) e materiais de segurança (máscara,
óculos, avental etc.).
So
ld
ag
em
 c
om
st
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Equipamentos
Fontes para soldagem SMAW
Corrente alternada Corrente contínua
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e Corrente alternada Corrente contínua
So
ld
ag
em
 c
om
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Equipamentos
Ferramentas e eletrodos para soldagem SMAW
m
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ev
e
So
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ag
em
 c
om
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os
Equipamentos
comprimento do arco controlado manualmente
pelo soldador sofre variações durante a
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e pelo soldador, sofre variações durante a
operção Æ fontes tipo "corrente constante“.
tensão em vazio entre 50 e 80 V e na
operação a tensão cai para entre 17 e 36 V.
So
ld
ag
em
 c
om baixo fator de ocupação do soldador deve ser
considerado na compra de um equipamento de
soldagem.
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Equipamentos
porta-eletrodos: prender e energizar o ele-
t d Ob i l t ã
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e trodo. Observar isolamento, conservação e
capacidade.
cabos: conduzir a corrente elétrica da fonte
ao porta-eletrodos (cabo de soldagem) e à
peça (cabo de retorno ou cabo terra). Feitos
So
ld
ag
em
 c
om de Cu ou Al, boa flexibilidade e isolados,
resistentes à abrasão e à sujeira. Bitola:
corrente, ciclo de trabalho e comprimento.
st
id
os
Equipamentos
Dispositivo para soldagem por gravidade
m
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ev
e
So
ld
ag
em
 c
om
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Consumíveis
lm : diâm t nt 1 5 8 mm
m
 E
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tr
od
os
 R
ev
e alma: diâmetro entre 1,5 e 8 mm
comprimento entre 23 e 45 cm.
revestimento: composição determina as
características operacionais e influencia a
í
So
ld
ag
em
 c
om composição química e as propriedades
mecânicas da solda efetuada.
st
id
os
Consumíveis
Outras funções dos revestimentos:
• refino metalúrgico, (desoxidação, dessulfura-
ã )
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e ção etc.);
• formar camada de escória protetora;
• facilitar a remoção de escória e controlar
suas propriedades físicas e químicas;
• permitir operação nas diversas posições;
• dissolver óxidos e contaminações;
So
ld
ag
em
 c
om
• dissolver óxidos e contaminações;
• reduzir o nível de respingos e fumos;
• diminuir a velocidade de resfriamento;
• permitir diferentes correntes e polaridades;
• aumentar a taxa de deposição.
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Consumíveis
eletrodo ideal: cumpre todas estas funções, a
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e p çum custo de produção satisfatório, e não
apresenta problemas de conservação e
manuseio. Não existe.
eletrodos comerciais: atendem a um conjunto
de exigências, em detrimento de outras, de
So
ld
ag
em
 c
om
de exigências, em detrimento de outras, de
modo a torná-los adequados a determinadas
aplicações, a um custo razoável.
st
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os
Consumíveis
mercado: grande número de tipos de
l d dif í i
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e eletrodos com diferentes características
operacionais, aplicáveis a diferentes materiais
e que produzem soldas com diferentes
características, classificados de acordo com
sistemas propostos por diferentes sociedades
(AWS DIN AFNOR ABNT ISO etc )
So
ld
ag
em
 c
om
(AWS, DIN, AFNOR, ABNT, ISO etc.).
BRASIL: AWS e ABNT
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Consumíveis
m
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ev
e
So
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ag
em
 c
om
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Consumíveis
Para aços de baixa-liga Æ hífen seguido de um
d l ú b l
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e conjunto de letras e números, que estabelece
classes de composição química, classes de
resistência
mecânica do metal depositado de
60 a 120 ksi (aços carbono 60/70 ksi).
Exemplos de classificação de eletrodos de
So
ld
ag
em
 c
om
Exemplos de classificação de eletrodos de
baixa-liga: E 7018–A1, E 7020–G, E 9015-B2L,
E 10016-C2, E 12018-M.
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Consumíveis
Composição dos revestimentos:
• celulose e dextrina: atmosfera redutora CO
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e celulose e dextrina: atmosfera redutora, CO
e H2, que protege o arco;
• carbonatos (CaCO3): basicidade da escória e
atmosfera protetora;
• dióxido de titânio (rutilo, TiO2): viscosidade
e intervalo de solidificação da escória,
estabiliza o arco;
So
ld
ag
em
 c
om
estabiliza o arco;
• ferro-manganês e ferro-silício: desoxidação
da poça de fusão e ajuste da composição;
• pó de ferro: aumento da taxa de deposição e
rendimento e estabilização do arco.
st
id
os
Consumíveis
Composição dos revestimentos:
9 outras adições metálicas: controlam a composição do
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e outras adições metálicas: controlam a composição do
metal depositado;
9 argilas: formam escória e facilitam a fabricação do
eletrodo por extrusão;
9 fluoreto de cálcio: ajuda a controlar a basicidade da
escória e diminui sua viscosidade;
9 silicatos: formam escória e os silicatos de potássio
So
ld
ag
em
 c
om
p
ou sódio agem como ligante do revestimento e
9 óxidos de ferro e manganês: formam escória,
controlam a sua viscosidade e estabilizam o arco.
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os
Consumíveis
Fabricação dos eletrodos
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
So
ld
ag
em
 c
om
st
id
os
Consumíveis
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
revestimento rutílico: escória abundante,
densa e de fácil destacabilidade; fácil
manipulação, soldagem com CC e CA, em
qualquer posição. Cordão de bom aspecto,
média ou baixa penetração. Uso geral.
So
ld
ag
em
 c
om
p ç g
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Consumíveis
revestimento básico: carbonato de cálcio (ou
outro) e fluorita, escória básica (dessul-
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e outro) e fluorita, escória básica (dessul
furação) e CO2. Soldas com baixo teor de
hidrogênio, penetração média boas proprie-
dades mecânicas. Aplicações de alta
responsabilidade, soldagem de grandes
espessuras e estruturas de alta rigidez,
í
So
ld
ag
em
 c
om soldagem de aços de composição química
desconhecida ou de baixa soldabilidade.
Altamente higroscópicos e requerem cuidados
especiais de armazenagem;
st
id
os
Consumíveis
revestimento celulósico: uma elevada quanti-
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e revestimento celulósico uma elevada quanti
dade de celulose, muitos gases e pouca
escória, arco violento, grande volume de
respingos, alta penetração. Aspecto do
cordão ruim, escamas irregulares. Soldagem
fora da posição plana, passes de raiz em
geral ne soldagem circunferencial de
So
ld
ag
em
 c
om
geral ne soldagem circunferencial de
tubulações. Não são adequados para o
enchimento de chanfros (elevada penetração
e respingos).
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Técnica Operatória
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
So
ld
ag
em
 c
om
st
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Técnica Operatória
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
Manuseio e 
conservação de 
eletrodos 
tid
So
ld
ag
em
 c
om revestidos
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Consumíveis
Adição de pó de ferro (até 50% em peso do
revestimento):
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e )
• incorporado à poça de fusão Æ melhor
aproveitamento da energia e maior estabili-
dade do arco;
• aumenta resistência do revestimento ao
calor Æ maiores correntes para um dado
So
ld
ag
em
 c
om
calor ma ores correntes para um dado
diâmetro;
• aumento significativo na taxa de deposição;
• poça de fusão maior Æ dificuldade de con-
trole, prejudicando operação fora da posição.
st
id
os
Consumíveis
eletrodos de aço inoxidável e outras ligas fer-
rosas com elevado teor de cromo AWS A 5 4
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e rosas com elevado teor de cromo AWS A 5.4.,
dois grupos, quanto às características do
revestimento:
- E XXX-15: eletrodos para CC somente e
- E XXX-16: eletrodos para CA também
So
ld
ag
em
 c
om XXX – designação AISI do metal depositado.
(American Iron and Steel Institute)
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Técnica Operatória
variáveis operatórias:
• tipo e diâmetro do eletrodo;
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e tipo e diâmetro do eletrodo;
• tipo, polaridade e valor da corrente;
• tensão (comprimento do arc)o;
• velocidade de soldagem;
• técnica de manipulação do eletrodo e
• seqüência de deposição e soldagem.
So
ld
ag
em
 c
om
q p ç g
diâmetro, tipo e espessura do revestimento Æ
faixa de corrente. A seleção do diâmetro
depende da espessura a ser soldada, posição e
tipo da junta.
st
id
os
Técnica Operatória
diâmetro do eletrodo:
maior espessura, maior diâmetro, mas uso de
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e ma or espessura, ma or d âmetro, mas uso de
diâmetro excessivo Æ perfuração da peça.
soldagem fora de posição, menor diâmetro do
que o utilizado na posição plana (maior
dificuldade de controle da poça de fusão).
ld h f
So
ld
ag
em
 c
om soldagem em chanfro, acesso a raiz.
maior produtividade – maior corrente e menor
diâmetro possíveis.
limitações de ordem metalúrgica.
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Técnica Operatória
faixa de corrente depende do diâmetro,
material da alma, tipo e espessura do
ti t i ã d ld
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e revestimento e posição de soldagem,
apresentada na embalagem.
faixa de corrente de soldagem recomendada
para cada eletrodo e diâmetro de alma.
correntes inferiores à mínima Æinstabilidade
So
ld
ag
em
 c
om
correntes nfer ores à m n ma nstab l dade
do arco, aquecimento e fusão insuficientes
correntes superiores à máxima Æ
aquecimento excessivo do revestimento por
efeito Joule.
st
id
os
Técnica Operatória
corrente de soldagem controla volume da poça
e penetração
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e e penetração.
Corrente Ï Largura, penetração, refôrco Ï
Volume da poça de fusão Ï
Correntes excessivas: poça grande, de difícil
t l d d ã d ti t
So
ld
ag
em
 c
om controle, degradação do revestimento,
respingos excessivos, perda de resistência
mecânica e tenacidade da solda.
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id
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Técnica Operatória
tipo de corrente e sua polaridade afetam
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e tipo de corrente e sua polaridade afetam
forma e dimensões da poça de fusão,
estabilidade do arco e transferência de metal.
tipo e diâmetro do eletrodo a ser usado na
operação Æ escolha do tipo polaridade e valor
So
ld
ag
em
 c
om
operação Æ escolha do tipo, polaridade e valor
de corrente.
st
id
os
Técnica Operatória
• Efeito do tipo de corrente na geometria
da solda:
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
So
ld
ag
em
 c
om
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20
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os
Técnica Operatória
tensão: varia entre 17 e 36 V, depende do
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e , p
diâmetro do eletrodo, tipo de revestimento,
valor da corrente e comprimento do arco.
Tensão Ï diâmetro do arco Ï
corrente e comprimento Ï.
So
ld
ag
em
 c
om soldagem manual: comprimento é controlado
pelo soldador e depende da habilidade e
experiência deste.
st
id
os
Técnica Operatória
t bilid d d i t d Æ ld
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e estabilidade do comprimento do arco Æ solda
uniforme e aceitável.
comprimentoÐÐ: arco intermitente, extinção
cordões estreitos e reforço
excessivo
So
ld
ag
em
 c
om
excessivo.
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id
os
Técnica Operatória
comprimento ÏÏ: arco sem direção e
t ã
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e concentração,
respingos e porosidades,
proteção deficiente.
comprimento correto do arco: depende do
diâmetro do eletrodo, tipo de revestimento,
valor da corrente e posição de soldagem
So
ld
ag
em
 c
om
valor da corrente e posição de soldagem.
na prática: comprimento entre 0,5 e 1,1 vezes
o diâmetro da alma do eletrodo.
st
id
os
Técnica Operatória
velocidade de soldagem: deve ser escolhida de
forma que o arco fique ligeiramente à frente
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e f m qu f qu g m f
da poça de fusão.
Velocidade Ï: cordões estreitos,
baixa penetração,
aspecto ruim,
mordeduras
So
ld
ag
em
 c
om
mordeduras,
escória de difícil remoção.
Velocidade Ð: cordão mais largo,
penetração reforço excessivos.
17/02/2011
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st
id
os
Técnica Operatória
é importante a manipulação correta do
l t d t d t d ld
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e eletrodo em todas as etapas da soldagem.
abertura: eletrodo encostado rapidamente na
superfície da peça e afastado a uma distância
da ordem do comprimento de arco a ser usado.
abertura do arco em região não refundida
So
ld
ag
em
 c
om
g
deixa marcas, antiestéticas e/ou podem causar
a iniciação de trincas, por exemplo, em aços
temperáveis.
st
id
os
Técnica Operatória
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
So
ld
ag
em
 c
om
17/02/2011
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st
id
os
Técnica Operatória
movimentos principais:
• mergulho: avanço do eletrodo em direção à
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e mergulho: avanço do eletrodo em direção à
poça de fusão, comprimento do arco constante
(velocidade de mergulho igual à velocidade de
fusão, na média);
• translação: deslocamento do eletrodo e do
arco ao longo da junta, velocidade uniforme;
So
ld
ag
em
 c
om
g j
• tecimento: deslocamento lateral do eletrodo
em relação ao eixo da solda (cordão mais largo,
controlar a poça de fusão e a escória, garantir
fusão das paredes do chanfro.
st
id
os
Técnica Operatória
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
Movimentos de
tecimento
So
ld
ag
em
 c
om
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st
id
os
Técnica Operatória
posicionamento do eletrodo em relação à junta:
depende do tipo e espessura do revestimento,
t i d j t i ã d ld
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e geometria da junta e posição de soldagem.
manuseio do eletrodo:
• evitar que a escória flua a frente da poça de
fusão, prevenindo a formação de inclusões;
• controlar a repartição do calor nas peças
So
ld
ag
em
 c
om
• controlar a repartição do calor nas peças
(componentes com diferentes espessuras);
• facilitar a observação da poça de fusão e
• minimizar os efeitos do sopro magnético.
st
id
os
Técnica Operatória
Posicionamento do eletrodo – soldagem plana
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
So
ld
ag
em
 c
om
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Técnica Operatória
Posicionamento do eletrodo – soldagem horizontal
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
So
ld
ag
em
 c
om
st
id
os
Técnica Operatória
Posicionamento do eletrodo – soldagem vertical
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
So
ld
ag
em
 c
om
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Técnica Operatória
Posicionamento do eletrodo – soldagem filete
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e
So
ld
ag
em
 c
om
Mesma espessura Espessuras diferentes
st
id
os
Aplicações Industriais
usado na fabricação e manutenção de equipa-
t t t ti t t d
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e mentos e estruturas em praticamente todos
os tipos de indústria, em situações de
emergência e em outras operações como
corte, furação etc., com o uso de técnicas
especiais.
So
ld
ag
em
 c
om usado intensamente soldagem subaquática, em
ambientes molhados ou secos, na manutenção
de estruturas submersas.
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Aplicações Industriais
í l d lid d d d f t t d
m
 E
le
tr
od
os
 R
ev
e nível de qualidade depende fortemente do
soldador, o profissional precisa ter muita
habilidade e concentração. Treinamento
demorado e oneroso, pela execução de muitas
soldas.
So
ld
ag
em
 c
om Vem sendo substituído por processos
mecanizados.