Departamento de Eletrônica e Sistemas 1 Seminário: Consumíveis de soldagem Disciplina: Metalurgia...

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Seminário:Seminário:Consumíveis de soldagemConsumíveis de soldagem

Disciplina: Metalurgia da SoldagemProfessor: Antonio Fernando Mota

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CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM

• Definição – Consumíveis são todos os

materiais empregados na deposição ou proteção da solda, tais como eletrodos revestidos, varetas, arames sólidos e tubulares, fluxos, gases e anéis consumíveis.

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• Seleção de consumíveis depende de vários fatores, tais como:– Metal de base

– Geometria da junta

– Espessura da peça a ser soldada

– Posição de soldagem

– Tipo de fonte de energia

– Produtividade

– Habilidade do soldador

– Etc.

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• Tipos de consumíveis – Utilizados em soldagem a gás

• Gases combustíveis – Acetileno, propano

• Gases comburentes – Oxigênio, ar atmosférico

• Varetas• Fluxos (fundentes)

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• Tipos de consumíveis – Utilizados em soldagem a arco

elétrico• Processo TIG

– Gás (Argônio, Hélio, Hidrogênio)– Vareta

• Processo eletrodo revestido– Eletrodo revestido

• Processo Mig/Mag– Gás (CO2, Mistura Argônio e/ou Hélio + CO2)

– Eletrodo nu (Arame)

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• Gases de proteção – Seleção depende de:

• Composição química metal de base• Espessura do metal de base• Posição de soldagem• Tipo de corrente

– Gases Inertes• Argônio• Hélio

– Gases Reativos• Gás ativo (CO2,)• Gás redutor (H2)

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• Gases Inertes– Argônio

• Peso atômico: 40 (monoatômico pesado)• Alto pode ionizante (facilita abertura do arco)• Obtido pela liquefação do ar e purificado a 99,99%• Ar + O2 (1 a 5%) = melhora estabilidade do arco• Ar + CO2 (8 a 25%)= melhora estabilidade do arco

– 75% Ar + 25% CO2 = Processo MAG e arame tubular

– Hélio• Peso atômico: 4 (monoatômico leve)• Obtido a partir do gás natural

• Condutividade térmica elevada exige alta tensão do arco

• Somente soldagem CC

• Arco gerado tem mais calor -> bom para grandes espessuras

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• Gases Reativos – Ativo (CO2 – O)– DIÓXIDO DE CARBONO - CO2

• CO2 -> CO + O• Fe + O -> FeO• FeO + C -> Fe + CO (gás)

– Velocidade de soldagem alta -> gás CO fica retido (porosidade)

DESOXIDANTES Manganês (Mn) e Silício (Si)Si + 2FeO -> 2 Fe + SiO2

Mn + FeO -> Fe + MnO

– OXIGÊNIO – O• Nunca é utilizado sozinho – sempre em mistura• Ar + O ou Ar + CO2 + O

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• Gases Reativos – Redutor – HIDROGÊNIO - H2

• H2 adicionado ao Ar ou He para aumentar a temperatura do arco

– H2 (molecular) ao passar pelo arco -> 2H (atômico)

– 2H em temperaturas frias - > H2 (reação acompanhada de liberação de energia)

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• Especificação AWS– Agrupamento de Metais de adição em

função de:• Composição química do metal depositado ou

do consumível• Processo de soldagem

– Consumíveis devem atender:• Propriedades mecânicas do metal depositado• Composição química do metal depositado ou

do consumível • Sanidade do metal depositado (radiografia)

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• Especificação AWS – Exemplos:– AWS A5.1 – Eletrodos de aço carbono

para soldagem manual a arco com eletrodo revestido

– AWS A5.4 – Eletrodos de aço inoxidável para soldagem manual a arco com eletrodo revestido

– AWS A5.9 – Eletrodos nus e varetas de aço inoxidável para soldagem

– AWS A5.17 – Eletrodos de aço carbono e fluxos para soldagem a arco submerso

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• Especificação X Classificação AWS– Especificação AWS: Determina de maneira

exata as características de um consumível e dá garantias sobre suas propriedades

– Classificação AWS: Apresenta uma maneira lógica de designar um consumível

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• Especificação AWS A5.1 - Eletrodos de aço carbono para soldagem manual a arco com eletrodo revestido– Classificação E 6010– Classificação E 6013– Classificação E 7018– Classificação E11048

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• Classificação AWS E = Eletrodo para soldagem a arco elétrico

R = Vareta para soldagem a gás

B = Metal de adição para brasagem

F = Fluxo para arco submerso

ER = Indica possibilidade de aplicação como eletrodo nu (arame) ou vareta

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• Eletrodo Revestido– Composição: Alma metálica + revestimento

– Alma: Aço de baixo de carbono, efervescente

– Revestimento: Contém elementos para estabilização do arco, desoxidantes, formadores de escória e elementos de liga

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• Eletrodo Revestido– Funções do revestimento:

• Elétrica – Abertura e estabilidade do arco (Silicato de sódio e potássio). Isolamento elétrico.

• Física – Formação de fumos mais densos que o ar para proteção de gases atmosféricos (H2, N2 e O2). Formação de escória que protege o cordão da oxidação atmosférica. Controla taxa de resfriamento da solda

• Metalúrgica – Refinar a estrutura do metal depositado, retirando as impurezas em forma de escória. Prover elementos de liga.

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CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM• Eletrodo Revestido

– Tipos de revestimento• Ácido – Constituído principalmente por óxido de ferro

e elementos escorificantes. Pode ter pó de ferro o que aumenta o rendimento.

• Celulósico – Constituído de matérias orgânicas sobretudo celulose. Alto hidrogênio. Alta penetração. Utilizado soldagem de gasodutos.

• Rutílico – Componente principal o dióxido de titânio, conhecido como “rutilo”. Indicado para juntas com grande abertura. Baixa penetração.

• Básico – Componentes principais são o carbonato de cálcio e a fluorita. Elementos desoxidantes e dessulfurizantes diminuem teor de impurezas na solda. Baixo hidrogênio. Corrente inversa (CC+).

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• Eletrodo Revestido – Especificação A5.1 e A5.5

1 – A letra E designa um eletrodo 2 – Dígitos (2 ou 3) indicam o limite de resistência do metal da

solda, em Ksi (1 ksi = 1000 psi) 3 – Posição de soldagem (1, 2 ou 4) 4 – Tipo de corrente e tipo de revestimento (0 a 9) 5 – Composição química do metal depositado

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• Varetas para soldagem Oxi-gás – Classificação A5.2

1 – A letra R designa vareta para soldagem a gás 2 – Dígitos (2 ou 3) indicam o limite de resistência do metal da

solda, em Ksi (1 ksi = 1000 psi)

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• Eletrodo Revestido – Especificação A5.4 (inoxidáveis)

1 – A letra E designa um eletrodo 2 – Dígitos se referem a composição química do metal depositado 3 – Posição de soldagem (1 ou 2) 4 – Tipo de corrente e tipo de revestimento (5, 6 ou 7)

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• Eletrodos nus e varetas – Especificação A5.9 (inoxidáveis)

1 – A letra E designa um eletrodo 2 - A letra R designa uma vareta 1 + 2 - As letras ER indicam eletrodo nu ou vareta 3 – Os dígitos (geralmente 3) indicam a composição

química do metal de adição

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CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM• Eletrodos e fluxo para arco submerso –

Especificação A5.17

1 – A letra F designa um fluxo 2 - O dígito indica o limite de resistência do metal depositado (6 ou 7) 3 – Indica a condição de tratamento térmico (A ou P) 4 – Temperatura de teste de impacto (Z,0,2,4,5,6,8) 5 – Letra E indica eletrodo e EC indica eletrodo composto 6 – Teor de manganês (L, M ou H) 7 – Composição química do eletrodo 8 – A letra K indica eletrodo fabricado com aço acalmado ao silício

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• Eletrodos nus e varetas – Especificação A5.18 (soldagem com gás de proteção)

1 – As letras ER indicam eletrodo, vareta ou arame aplicável aos processos MIG, MAG, TIG e PLasma

2 - Estes dígitos indicam o limite de resistência do metal depositado em ksi (1 ksi = 1000 psi)

3 – A letra S indica vareta ou arame sólido 4 – Este sufixo indica a composição química do metal depositado

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• Eletrodos Arame tubular – Especificação A5.20

1 – A letra E designa um eletrodo 2 - Este dígito indica o limite de resistência metal depositado (6 ou

7) 3 – Indica posição de soldagem (0 ou 1) 4 – Indica um arame tubular com núcleo fluxado 5 – Indica a utilização e característica de desempenho (tabela)

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• “F” número – conforme norma ASME Seção IX– Utilizado para qualificação de soldadores

F nº ESPECIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO OBSERVAÇÕES

1 SFA-5.1 e 5.5 EXX20/22/24/27/28 Eletrodos diversos revestimentos posição plana e horizontal

2 SFA-5.1 e 5.5 EXX12/13/14 Eletrodos revestimento rutílico

3 SFA-5.1 e 5.5 EXX10/11 Eletrodos revestimento celulósico

4 SFA-5.1 e 5.5 EXX15/16/18/48 Eletrodos revestimento básico

4 SFA-5.4 EXXX-15/16/17/25/26 Todos eletrodos exceto austeníticos

5 SFA-5.4 EXXX-15/16/17/25/26 Só eletrodos austeníticos

6 Várias Várias Varetas e arames TIG/MIG/MAG/AT

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• Inspeção Visual e dimensional– Embalagem

• Tipos: Latas e cartuchos

– Identificação da embalagem• Nome do fabricante• Classificação AWS correspondente• Diâmetro do eletrodo• Número do lote ou corrida• Data de fabricação

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• Inspeção Visual e dimensional– Embalagem

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• Inspeção Visual e Dimensional– Controle de recebimento

• Verificação do estado da embalagem• Identificação da embalagem• Identificação da classe do eletrodo• Verificação dos dados do certificado e

confronto com a especificação correspondente

• Exame visual dos consumíveis, por amostragem

• Verificação do peso líquido• Controle dimensional (o diâmetro do

eletrodo corresponde ao diâmetro da parte metálica (alma)

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• Inspeção Visual e Dimensional

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• Exame Visual de eletrodos – Oxidação da ponta de pega– Oxidação da alma– Redução localizada– Danos na ponta de arco– Falta de aderência– Destacamento com exposição da alma– Falta de compacidade– Trincas transversais– Trincas longitudinais– Envelhecimento (cristalização de silicato)– Ausência de conicidade na ponta de arco

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• Exame Visual de eletrodos – Oxidação da ponta de pega– Oxidação da alma

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• Exame Visual de eletrodos – Redução localizada

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• Exame Visual de eletrodos – Danos na ponta de arco

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• Exame Visual de eletrodos – Destacamento com exposição da alma

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• Exame Visual de eletrodos – Trincas transversais

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• Exame Visual de eletrodos – Trincas longitudinais

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• Exame Visual de eletrodos – Trincas longitudinais

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• Exame Visual de eletrodos – Ausência de conicidade na ponta de arco

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• Identificação de eletrodos– Classificação AWS legível– Identificação individual– À tinta no revestimento– Próxima a ponta de pega (máximo 65 mm de

distância)

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CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM• Transporte e armazenamento

– Nas embalagens originais– Sobre estrados de madeira

• Evitar danos e choques às embalagens

– Cartuchos plásticos• Armazenar na posição horizontal

– Latas• Armazenar na posição vertical• Ponta de pega – voltada para baixo (preservar a ponta de

arco)• Até sete camadas

– Sistema de armazenagem• Garantir rotatividade (eletrodos mais antigos utilizados

primeiro)• Controlar temperatura e umidade• Temperatura 5ºC acima da ambiente – não inferior a 20ºC • Umidade atmosférica relativa máxima de 50%

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CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM• Manuseio, Armazenagem Secagem e Manutenção da

secagem– Embalagens não são estanques– Eletrodos, arames, varetas, fluxos – armazenar em

estufas– Ordem de retirada: evitar utilização de consumíveis recém

chegados– Eletrodos armazenados em prateleiras:

• Estufa secagem: altura máxima da camada = 50 mm

• Estufa manutenção da secagem: altura máxima da camada = 150 mm

– Eletrodos afastados 50 mm das paredes da estufa– Fluxos

• Estufa com bandeja: altura máxima da camada = 50 mm

• Estufa sem bandeja: dispor de dispositivo misturador

– Temperaturas• Conforme recomendações do fabricante

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• Manuseio, Armazenagem Secagem e Manutenção da secagem

• TEMPERATURAS– Secagem de eletrodos baixo hidrogênio (E7018)

• 350ºC ± 50 ºC por 1 hora

– Manutenção da secagem• Não inferior a 150º

– Estufa portátil• 80 a 150 ºC

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• ESTUFA DE ARMAZENAMENTO– Pode ser um compartimento fechado do almoxarifado– Conter aquecedores elétricos e ventiladores– Manter temperatura 5ºC acima da ambiente – mínimo

20ºC– Manter umidade relativa do ar máximo de 50%

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• ESTUFA DE SECAGEM– Secagem de eletrodos revestidos e fluxos de baixo

hidrogênio– Deve dispor de:

• Aquecimento controlado por meio de resistência elétrica

• Sistema de renovação de ar – (respiro)

• Controles de temperatura – termostato e termômetro

• Prateleiras furadas ou em forma de grade

• Temperatura de até 400 ºC

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secagem• ESTUFA DE SECAGEM

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• ESTUFA DE MANUTENÇÃO DA SECAGEM– Manutenção da secagem de eletrodos revestidos e fluxos

de baixo hidrogênio– Deve dispor de:

• Aquecimento controlado por meio de resistência elétrica

• Sistema de renovação de ar – (respiro)

• Controles de temperatura – termostato e termômetro

• Prateleiras furadas ou em forma de grade

• Temperatura de até 200 ºC

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• ESTUFA DE MANUTENÇÃO DA SECAGEM

Depart

secagem• ESTUFA PORTÁTIL

– Deve dispor de:• Sistema de aquecimento por resistência elétrica• Manter temperatura de 80 a 150ºC

Depart

Recomendações de parâmetros de soldagem para os eletrodosrevestidos OK® para a soldagem de aços carbono

Depart

Requisitos de corrente para diversas classes AWS de eletrodos

Depart

Avaliação comercial

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Especificação X Classificação AWS

– Especificação AWS: Determina de maneira exata as

– características de um consumível e dá garantias sobre

suas propriedades

– Classificação AWS: Apresenta uma maneira lógica de

designar um consumível

Depart

Conselho aos soldadores• Nunca esqueça: sua posição é importante!• Uma posição inconfortável e instável é a

causa de muitas soldas insatisfatórias

OBRIGADO

Departamento de Eletrônica e Sistemas 1 Seminário: Consumíveis de soldagem Disciplina: Metalurgia...

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METALURGIA DA SOLDAGEM 3 SEMINÁRIO

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