Apostila de Solda (3)

7/31/2019 Apostila de Solda (3)

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Elaborao: Fbio Gatamorta


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Sumrio

1. Introduo

1.1. Mtodos de unio dos metais

1.2. Definio de soldagem

1.3. Histrico da soldagem

1.4. Formao da junta soldada

1.5. Processos de soldagem

1.6. Metalurgia da soldagem

2. Soldagem com eletrodo revestido

2.1. Fundamentos do processo

2.2. Influncia da atmosfera na poa de fuso2.3. Equipamentos

2.4. Consumveis

2.5. Funo dos revestimentos

2.6.Tipos de revestimentos

2.7. Especificaes AWS para eletrodos revestidos

2.8. Caractersticas dos principais eletrodos para ao carbono

2.9. Manuteno e cuidados com os eletrodos

2.10. Variveis do processo

2.11. Tcnicas de soldagem

2.12. Defeitos e dificuldades da soldagem

3. Soldagem Mig/Mag

3.1. fundamentos do processo

3.2. Modos de transferncia de metal

3.3. Equipamentos

3.4. Fontes de energia

3.5. Gases de proteo

3.6. Arames

3.7. defeitos da solda


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4. Soldagem TIG

4.1.Eletrodos

4.2. Parmetros de soldagem

4.3. Consumveis

4.4. Gases de proteo

4.5. Equipamento

4.6. Escolha dos parmetros

5. Solda Oxiacetilnica

5.1. Gases

5.2. Propriedades, produo e armazenagem de gases

5.3. Montagem e Equipamento.5.4. Chama Oxiacetileno

5.5. Tipos de chama

5.6. Tcnica de Soldagem a Gs

5.7. Vareta de adio

5.8. Procedimento de solda

6. Referencias bibliograficas


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1. INTRODUO SOLDAGEM

A soldagem, por sua simplicidade operacional, um importante processo industrial de

fabricao de peas metlicas e recuperao de peas desgastadas. Pode ser usada ainda na

aplicao de revestimentos especiais sobre superfcies metlicas e no corte de materiais.

Por se tratar da aplicao de uma elevada energia em um pequeno volume do material

pode levar a alteraes estruturais e de propriedades importantes dentro e prximos da

regio da solda resultando em problemas inesperados. Estes problemas podem promover

atrasos na fabricao ou mesmo em perdas materiais e vidas.

1.1. MTODOS DE UNIO DOS METAIS

Para a unio dos metais podemos dividir os mtodos em duas categorias principais:

a) Aqueles em que a unio exercida por foras mecnicas macroscpicas entre as

partes a serem unidas. So exemplos a parafusagem e a rebitagem;

b) Aqueles em que a unio exercida por foras microscpicas (interatmicas ou

intermoleculares) com a aproximao dos tomos e molculas das partes unidas at

distncias to pequenas que formam ligaes qumicas primrias (metlica, covalente ou

inica) ou secundrias (Van der Waals). So exemplos a soldagem, a brasagem, etc.

1.2. DEFINIO DE SOLDAGEM

Para definir o processo de soldagem existem muitas definies com o mesmo

significado. Para a AWS - American Welding Society "Operao que visa obter a

coalescncia localizada, produzida pelo aquecimento at uma temperatura adequada, com

ou sem a aplicao de presso e de metal de adio." Coalescncia o crescimento

conjunto ou crescimento em um nico corpo dos materiais sendo soldados.

Soldagem: Operao que visa obter a unio de duas ou mais peas, assegurando na

junta a continuidade das propriedades fsicas e qumicas necessrias ao seu desempenho.

Solda: a junta resultante da operao de soldagem.


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1.3. HISTRICO DA SOLDAGEM

A soldagem, na sua forma atual, um processo recente, (cerca de 100 anos), mas,

processos como a brasagem e a soldagem por forjamento, tm sido utilizados desde pocas

remotas. Existem soldas feitas na Prsia por volta de 4000 AC.

A soldagem foi tambm usada, na antiguidade e na idade mdia, para a fabricao de

armas e outros instrumentos cortantes. A soldagem permaneceu como um processo

secundrio de fabricao at o sculo XIX.

A partir deste sculo, a tecnologia de soldagem mudou, principalmente pelo

desdobramento das experincias de Sir Humphrey Davy (1801-1806) com o arco eltrico,

com a descoberta do acetileno por Edmund Davy e com o desenvolvimento de fontes

produtoras de energia eltrica que possibilitaram o aparecimento dos processos desoldagem por fuso.

Aps a 1 grande guerra, devido s necessidades da poca, a soldagem passou a ser

utilizada mais intensamente como processo de fabricao. A partir da, a soldagem se

desenvolveu rapidamente. Novos equipamentos se tornaram menores e mais eficientes, com

menor custo de fabricao e manuteno. Atualmente, mais de 50 diferentes processos de

soldagem tm alguma utilizao industrial e a soldagem o mais importante mtodo para a

unio permanente de metais.

1.4. FORMAO DA JUNTA SOLDADA

Podemos considerar que uma pea metlica formada por um grande nmero de

tomos dispostos em um arranjo espacial caracterstico (estrutura cristalina). Para promover

a unio de duas partes basta coloca-las em contato intimo para que a interao atmica

promova essa unio. Isso seria suficiente, mas, em geral, as superfcies metlicas so

irregulares e no possvel promover esse contato. Outro fator que impede essa unio que

as superfcies esto sempre recobertas por camadas de xidos, umidade, gordura e outros

materiais impedindo um contato real entre as superfcies. So utilizados recursos para

superar estes obstculos originando os grandes grupos de processos de soldagem.


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1.5. PROCESSOS DE SOLDAGEM

Processos de soldagem por presso: A aplicao de presses elevadas para

deformar plasticamente as superfcies metlicas permite a aproximao atmica a distncias

necessrias unio das partes. As peas so aquecidas para facilitar a deformao;

Figura 1.1.: Representao do processo de soldagem por presso

Processos de soldagem por fuso: Consistem na aplicao localizada de calor na

regio de unio para a sua fuso e do metal de adio (quando este for utilizado),

produzindo a ligao pela solidificao do metal fundido e, portanto, a destruio das

interfaces;

Figura 1.2.: Representao do processo de soldagem por fuso

Processos de brasagem: Realiza a unio de materiais atravs da fuso do metal de

adio com ponto de fuso menor que o metal de base que permanece no estado slido .

Figura 1.3.: Representao do processo de soldagem por brasagem


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1.6. METALURGIA DA SOLDAGEM

A operao de soldagem causa alteraes localizadas e bruscas de temperatura no

material sendo soldado. Estas alteraes, por sua vez, podem provocar mudanas estruturais

e, conseqentemente, nas propriedades do material. Em geral, estas alteraes se do na

forma de uma degradao nas propriedades, o que pode ter importantes implicaes na

futura utilizao da pea soldada. Existem duas maneiras de se enfrentar este problema. A

primeira desenvolver materiais que sejam menos sensveis soldagem, isto , melhorar a

"soldabilidade" dos materiais. A segunda controlar a operao de soldagem (ou executar

operaes complementares) de modo a minimizar, a degradao de propriedades da pea.

A metalurgia estuda o comportamento do metal durante a soldagem e seus efeitos

nas propriedades da solda. Todos os metais tm propriedades especficas que devem serconsideradas antes da soldagem. Em qualquer processo de soldagem por fuso ocorrem que

o metal base parcialmente fundido (Regies prximas a solda atingem altas T). Na

maioria dos casos criam-se tenses e deformaes pelas trocas rpidas de temperatura.

Trocas rpidas de temperatura: A Soldagem um processo com mudanas rpidas de

temperatura que acarretam na presena de vrios tratamentos trmicos no conjunto soldado.

Tenses e deformaes: Em funo da temperatura, os metais podem mudar de volume:

por expanso trmica, por mudana de estado fsico ou por transformao de fase

Trocas qumicas: Nos processos de fuso do metal base e do metal de adio ocorrem

reaes e trocas qumicas que interferem na qualidade da solda com a presena de

impurezas, elementos de liga e elementos formadores de escria.


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.

Figura 1.1 Diversos tratamentos trmicos na mesma solda


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Figura 1.2. Trocas Qumicas durante o processo

Figura1. 3. Representa o processo de empenamento por qual o material passa. Inicialmente

ocorre a expanso por mudana de estado (slido para o lquido) na regio da solda fazendo

com que ocorra a expanso e conseqente empenamento da pea soldada. Posteriormente

por expanso trmica ocorre nova dilatao e a pea passa a ter aumento em seu

comprimento. Por fim com a mudana de fase ocorre nova dilatao e a pea deforma em

sentido contrario \ deformao inicial


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2. SOLDAGEM COM ELETRODOS REVESTIDOS

A soldagem por eletrodo revestido (Shielded Metal Arc Welding - SMAW) um

processo no qual a coalescncia dos metais obtida pelo aquecimento destes com um arco

estabelecido entre um eletrodo especial revestido e a pea.

O eletrodo formado por um ncleo metlico ("alma"), recoberto por uma camada de

minerais e/ou outros materiais (revestimento). A alma do eletrodo conduz a corrente

eltrica e serve como metal de adio. O revestimento gera escria e gases que protegem daatmosfera a regio sendo soldada e estabilizam o arco. O revestimento pode ainda conter

elementos que so incorporados solda, influenciando sua composio qumica e

caractersticas metalrgicas. O equipamento necessrio consiste de porta-eletrodo, cabos e

fonte de energia, que pode ser de corrente contnua (CC) ou alternada (CA) dependendo do

tipo de eletrodo e material sendo soldado.

Figura 2.1.: Soldagem com eletrodos revestidos.

Vantagens: Equipamento simples, porttil e barato. No necessita fluxos ou gases

externos. Pouco sensvel presena de correntes de ar. Processo extremamente verstil em

termos de materiais soldveis. Facilidade para atingir reas de acesso restrito.

Limitaes: Aplicao difcil para materiais reativos. Produtividade relativamente

baixa. Exige limpeza aps cada passe de soldagem.


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Aplicaes: Soldagem de produo, manuteno e em montagens no campo.

Soldagem de alumnio, nquel e suas ligas. Soldagem de ferro fundido. Soldagem de aos

carbono, baixa e alta liga.

2.1. FUNDAMENTOS DO PROCESSO

O processo de soldagem por arco eltrico com eletrodo revestido consiste,

basicamente, na abertura e manuteno de um arco eltrico entre o eletrodo revestido e a

pea a ser soldada. O arco funde simultaneamente o eletrodo e a pea. O metal fundido do

eletrodo transferido para a pea, formando uma poa fundida que protegida da

atmosfera (O2 e N2) pelos gases de combusto do revestimento. O metal depositado e as

gotas do metal fundido que so ejetadas recebem uma proteo adicional atravs do banhode escria, que formada pela queima de alguns componentes do revestimento.

2.2. INFLUNCIA DA ATMOSFERA NA POA DE FUSO

Todos os processos de soldagem por arco eltrico precisam de algum tipo de proteo

para evitar contaminaes da atmosfera. No caso do processo de soldagem por eletrodo

revestido a proteo gasosa ocorre por atravs da queima do revestimento. Um eletrodo

sem revestimento e sem nenhum outro tipo de proteo, aps sua fuso perde parte de seus

elementos e deposita um metal nitretado e oxidado, cujo valor das propriedades mecnicas

ser relativamente inferiores as das chapas de ao doce. Estes dois elementos qumicos

(Nitrognio e Oxignio) so os principais para influenciar a deteriorao das propriedades:

Oxignio: Durante a fuso de um eletrodo sem revestimento, a maior parte do Carbono e

do Mangans contidos no ao do eletrodo, queimada durante a operao de soldagem, o

que naturalmente ir influenciar as propriedades mecnicas do metal depositado, (as

propriedades de um ao dependem basicamente, do seu teor de Carbono e Mangans). O

Carbono transforma-se em xido de Carbono (CO), e em dixido de Carbono (CO2),

enquanto o Mangans transforma-se em xido de Mangans (Mn3O4). O Silcio, reativo

com o Oxignio, origina uma escria de slica (SiO2). Os teores de Enxofre (S) e de


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Fsforo (P) variam pouco. Um arco longo (tenso elevada) conduzir a reaes de oxidao

mais importantes do que um arco curto. Alm disto, as caractersticas da fonte de

alimentao eltrica (corrente contnua ou alternada), desde que forneam condies para

um arco estvel, no tero grande influncia sobre estes fenmenos. No possvel soldar

com eletrodo sem revestimento em corrente alternada com as fontes de soldagem

convencionais, a menos que se recorra a uma ionizao artificial, atravs de uma fasca

piloto. Alm destas reaes qumicas, o Oxignio do ar pode ter uma ao direta sobre o

Ferro e pode, durante a sua transferncia para o metal de base, formar sobre as gotas uma

pelcula de xidos. Este xido formado tem a solubilidade muito baixa (0,05%) no metal. O

Oxignio dissolvido no ao sob a forma de xido muito difcil de analisar.

Nitrognio: Nas operaes normais o Nitrognio no tenha grande afinidade com o Ferro,mas em altas temperaturas do arco eltrico h a possibilidade de formao de nitrato de

Ferro que, tem graves conseqncias porque tornar a solda frgil, diminuindo a resilincia

do metal depositado. O Nitrognio combinado difcil de identificar principalmente, pois

no aparece sobre a forma de nitrato, e sim sob a falsa aparncia de perlita no identificvel

ao microscpio. A presena destes nitratos aumenta substancialmente a dureza, aumenta em

menor quantidade a resistncia trao, mas diminui rapidamente o alongamento a ruptura

e a estrico, a resistncia fadiga e a resilincia. Quando o teor de Nitrognio ultrapassa o

valor de 0,03% h uma diminuio nos valores das propriedades mecnicas.

2.3. EQUIPAMENTOS

Porta-eletrodos: Servem para a fixao e energizao do eletrodo. fundamental a correta

fixao e boa isolao dos cabos para que os riscos de choque sejam minimizados. Elas

devem estar em bom estado de conservao, evitando os problemas de superaquecimento e

m fixao do eletrodo. Ele dimensionado para uma determinada faixa de dimetros. Esta

limitao vem da abertura mxima nas garras e, pela corrente mxima que pode conduzir.

Um porta-eletrodo para valores de corrente mais elevados, necessita ser mais robusto,

aumentando o peso. O peso implica na fadiga do soldador, optando pelo menor porta-

eletrodo possvel, para a faixa de corrente que se pretende trabalhar.


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Cabos flexveis: Transportam a corrente eltrica da fonte de energia ao porta-

eletrodo (cabo de soldagem), e da pea de trabalho para a fonte de energia (cabo de

retorno) possibilitando a soldagem. Podem ser de Cobre ou de Alumnio e devem

ter grande flexibilidade para facilitar o trabalho em locais de difcil acesso. Os cabos

devem ser cobertos por material isolante, que deve resistir abraso, sujeira e um

ligeiro aquecimento. Os dimetros dos cabos dependem: da Corrente de soldagem;

do ciclo de trabalho do equipamento; do comprimento total dos cabos do circuito e

da fadiga do operador.

Tabela 2.1: dimetros recomendados de cabos para soldagem

Corrente de soldagem Ciclo de trabalho Dimetro do cabo (mm) em funo de seu comprimento (m)

(A) (%) 0-15 15-30 30-46 46-61 61-76

100 20 4 5 6 6.5 7.5

180 20-30 5 5 6 6.5 7.5

200 60 6.5 6.5 6.5 7.5 8

200 50 6 6 6.5 7.5 8

250 30 6 6 6.5 7.5 8

300 60 8 8 8 9 10

400 60 9 9 9 10 12

500 60 9 9 9 10 12

600 60 9 9 9 12 2 X 10

2.4. CONSUMVEIS

Os eletrodos revestidos so constitudos de uma alma metlica rodeada de um

revestimento composto de matrias orgnicas e/ou minerais, de dosagens bem definidas.

O material da alma metlica depende do material a ser soldado, podendo ser da

mesma natureza ou no do metal de base, uma vez que h a possibilidade de se utilizar

revestimentos que complementem a composio qumica da alma. Para os materiais mais

comumente soldados, os tipos de almas utilizados so os que aparecem na tabela abaixo:

Tabela 2.2.: materiais da alma dos revestimentos


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MATERIAIS DA ALMA DOS REVESTIMENTOSMATERIAL A SOLDAR MATERIAL DA ALMAAo doce e baixa liga Ao efervescente (C < 0,10 %)Aos inoxidveis Ao efervescente ou ao inoxidvelFerros fundidos Nquel puro, liga Fe-Ni, Ferro fundido, ao, bronze, etc.

Os revestimentos por sua vez so muito mais complexos em sua composio qumica,

pois como eles tm diversas funes, estas so conseguidas com a mistura dos diversos

elementos adicionados. Iniciaremos estudando as funes dos revestimentos, para em

seguida estudar os tipos e elementos qumicos utilizados para atingi-las.

2.5. FUNES DOS REVESTIMENTOS

Os revestimentos tm diversas funes, que podem ser classificadas nos grupos:

Funo eltrica: Trabalhos com corrente alternada, utilizando-se um eletrodo sem

revestimento e sem nenhum outro tipo de proteo, no possibilitam estabelecer um arco

eltrico. Porm com a ao ionizante dos silicatos contidos no revestimento, a passagem da

corrente alternada consideravelmente facilitada entre o eletrodo e a pea soldar. Assim,

a presena do revestimento no eletrodo permitir:

A utilizao de tenses em vazio baixas, mesmo em trabalhos com corrente alternada (40a 80 V), possibilitando assim uma reduo do consumo de energia no primrio e um

considervel aumento da segurana do soldador;

A continuidade e conseqentemente a estabilidade do arco.

Funo metalrgica: O revestimento ao fundir cria uma "cratera" e uma atmosfera gasosa

que protegem a fuso da alma contra o Oxignio e Nitrognio do ar. Ele depositar

"escria" que mais leve que o metal fundido e que proteger o banho de fuso no

somente contra a oxidao e nitretao, mas tambm contra um resfriamento rpido. A

escria constitui um isolante trmico que ter as seguintes funes:

Permitir a liberao dos gases do metal depositado, evitando a formao de poros;

Minimizar o endurecimento do material depositado por tmpera pelo rpido esfriamento.


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Funo mecnica e operatria: Durante a fuso dos eletrodos ocorre em sua extremidade

uma depresso que chamamos de cratera. A profundidade desta cratera tem influncia

direta sobre a facilidade de utilizao do eletrodo, sobre as dimenses das gotas e a

viscosidade da escria. Um bom eletrodo deve apresentar a cratera profunda e as gotas mais

finas. Alm disto, a cratera servir tambm para guiar as gotas do metal fundido.

2.6. TIPOS DE REVESTIMENTOS

O dimetro indicado de um eletrodo corresponde sempre ao dimetro da alma. Os

dimetros de mercado variam na faixa de 2 a 6 mm, embora existam eletrodos especiais. A

intensidade de corrente para a fuso variar conforme uma srie de fatores. possvel

estabelecer regras prticas que indicaro a corrente adequada para o trabalho, uma vez que

para todos eletrodos, existem os limites mximos e mnimos de corrente. Por valor mximo

pode-se definir um valor a partir do qual o eletrodo crepita dificultando a operao de

soldagem e ocorre a danificao do revestimento (queima antes de sua efetiva utilizao), e

por limite mnimo um valor em que o arco fique muito difcil de se estabelecer. Para os

eletrodos de revestimento muito espesso pode-se considerar a frmula apresentada a seguir:

I = (40 a 60) * (d-1)

onde,

I = Intensidade de corrente necessria para a soldagem do eletrodo.

d = Dimetro da alma do eletrodo.

Tomando como base um eletrodo com o dimetro de 4 mm, as intensidades de

corrente recomendadas de acordo com o tipo de revestimento, seriam as seguintes:

Tabela 2.3.: Valores de referncia para eletrodos de 4 mm

TIPO DO REVESTIMENTO INTENSIDADE DE CORRENTEFino 10% 130 A

Semi espesso entre 10/20% 150 AEspesso 25% 170 A


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Muito espesso 25% 200 a 220 A

importante destacar que tanto a regra como a tabela apresentada, no so vlidas

para eletrodos que contenham elevado teor de p de Ferro no revestimento, pois estes

necessitaro de maiores valores de intensidade de corrente.Alm da classificao por dimenses, os revestimentos podem ainda ser

classificados em relao a sua composio qumica do seu revestimento.

Tabela 2.4.: Elementos adicionados no revestimento

FUNES BUSCADAS ELEMENTOS ADICIONADOSFormadores de gs Celulose, dolomita, CaCo3, etc.Formadores de escria e materiaisfundentes Argila, talco, TiO2, CaCo3, SiO2, Fe-Mn, FeO, feldspato,asbestos, etc.Estabilizadores de arco TiO2, ilmenita, silicatos de Na e K, etc.Desoxidantes Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Cr, etc.Elementos de liga Fe-Ni, Fe-Mn, Fe-Cr, etc.

Nesta classificao, o elemento que se encontra em maior teor no revestimento

aquele que ser utilizado como base. Assim possvel separar os eletrodos em funo de

sua composio qumica. Esta classificao a mais importante, pois a que servir de

base para as normas internacionais. Os grupos de revestimentos segundo sua classificao:

Revestimento Oxidante: Este revestimento constitudo principalmente de xido

de Ferro e Mangans. Produz uma escria oxidante, abundante e de fcil

destacabilidade. Pode ser utilizada nas correntes contnua ou alternada, e apresenta

uma baixa penetrao. O metal depositado possui baixos teores de Carbono e

Mangans e, embora os aspectos das soldagens produzidos em geral sejam muito

bons, no o eletrodo adequado para aplicaes de elevado risco. Atualmente, a

utilizao desta forma de revestimento est em desuso.

Revestimento cido: Este revestimento constitudo principalmente de xido de

Ferro, Mangans e slica. Produz uma escria cida, abundante e porosa e tambm

de fcil remoo. Este eletrodo pode ser utilizado nos dois tipos de corrente,


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apresenta penetrao mdia e alta taxa de fuso, causando por um lado uma poa de

fuso volumosa, e em conseqncia disto a limitao da aplicao as posies plana

e filete horizontal. As propriedades da solda so consideradas boas para diversas

aplicaes, embora sua resistncia formao de trincas de solidificao seja baixa.

Apresentam tambm uma muito boa aparncia do cordo.

Revestimento Rutlico: Contm grandes quantidades de rutilo (TiO2 - xido de

Titnio), e produz uma escria abundante, densa e de fcil destacabilidade. So de

fcil manipulao, e utilizados em qualquer posio, exceto nos casos em que

contenham um grande teor de p de Ferro. Utilizados em corrente contnua ou

alternada produziro um cordo de bom aspecto, com penetrao mdia ou baixa. A

resistncia fissurao a quente baixa, e so de versateis e de uso geral.

Revestimento Bsico: Contm grandes quantidades de carbonatos (de Clcio ou

outro material) e fluorita. Geram escria com caractersticas bsicas que, em adio

com o dixido de Carbono gerado pela decomposio do carbonato, protege a solda

do contato com a atmosfera. Esta escria exerce uma ao benfica sobre a solda

dessulfurando-a e reduzindo o risco de trincas de solidificao. Este revestimento

desde que armazenado e manuseado corretamente, produzir soldas com baixosteores de hidrognio minimizando com isto os problemas de fissurao e

fragilizao induzidos por este elemento. A penetrao mdia e o cordo apresenta

boas propriedades mecnicas, particularmente em relao a tenacidade. Os eletrodos

com este revestimento so indicados para aplicaes de alta responsabilidade, para

soldagens de grandes espessuras e de elevado grau de travamento. So recomendado

para soldagem de aos com pior soldabilidade como os aos de alto teor de Carbono

e/ou Enxofre ou aos de composio qumica desconhecida. muito higroscpico e

requerer cuidados especiais com o armazenamento.

Revestimento Celulsico: Contm materiais orgnicos (celulose), cuja

decomposio geram gases que protegem o metal lquido. A quantidade de escria

produzida pequena, o arco muito violento causando comparativamente respingos

e alta penetrao. O aspecto do cordo apresenta escamas irregulares. As


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caractersticas mecnicas da solda so boas, com exceto pela fragilizao pelo

Hidrognio. So recomendados para soldagens fora da posio plana, tendo grande

aplicao na soldagem circunferencial de tubulaes e na execuo de passes de

raiz. Por sua elevada penetrao e grandes perdas por respingos, no so

recomendados para o enchimento de chanfros. Nas soldagens de aos, podemos

ainda ter os tipos acima com adio de outros elementos de liga que teriam funes

especiais durante a deposio sendo o mais comum a adio de p de Ferro. O p de

Ferro fundido e incorporado poa de fuso, causando melhora do

aproveitamento da energia do arco, aumento da estabilizao do arco (pelo menos

em adies de at 50% em peso no revestimento). Torna o revestimento mais

resistente ao calor, o que permite a utilizao de correntes de soldagem com valores

mais elevados e aumento da taxa de deposio do eletrodo. A adio de p de Ferrocausar o aumento da poa de fuso e o aumento do grau de dificuldade de controlar

a poa de fuso, dificultando ou mesmo impossibilitando a soldagem fora da

posio plana.

2.7. ESPECIFICAES AWS PARA ELETRODOS REVESTIDOS

A AWS criou um padro para a identificao dos eletrodos revestidos.

Tabela 2.5.: Especificaes AWS para eletrodos revestidos.

REF. AWS Eletrodos para:A 5.1 Aos ao CarbonoA 5.3 Alumnio e suas ligasA 5.4 Aos inoxidveisA 5.5 Aos baixa ligaA 5.6 Cobre e suas ligasA 5.11 Nquel e suas ligasA 5.13

Revestimento (alma slida)

A 5.15 Ferros fundidosA 5.21 revestimento (alma tubular com carbonetos de Tungstnio

Entre estas especificaes as mais populares so as utilizadas para ao Carbono

(AWS A 5.1), as utilizadas para aos de baixa liga (AWS A 5.5), e as utilizadas para aos


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inoxidveis (AWS A 5.4). A primeira (AWS A 5.1) tem uma forma simples de ser

interpretada que pode ser vista a seguir.

Figura 2.2. Norma AWS A 5.1.

A especificao para aos de baixa liga (AWS A 5.5) semelhante a anterior,

utiliza a mesma base e adiciona no fim um hfen e alguns dgitos (entre um e trs podendo

ser letras e nmeros ou somente letras) que indicaro a presena e quantidade do elemento

de liga adicionado no revestimento do eletrodo.

Tabela 2.6.: Significado dos sufixos da especificao AWS A 5.5

B2L - idem ao B2 c/ C mx. de 0,05%

Erro! Indicador nodefinido. A1- 0,5% Mo B4 - 2% Cr e 0,5% Mo C3 - 1,0% Ni, 0,35% Mo e 0,15% CrB1 - 0,5% Cr e 0,5% Mo B4L - 2% Cr e 0,5% Mo

c/ C max. de 0,05% D1 - 1,5% Mn e 0,35% MoB2 - 1,25% Cr e 0,50%Mo B5 - 0,5% Cr e 1,0% Mo D2 - 1,75% Mn e 0,35% MoB2L - dem ao B2 c/ C2mx de 0,005% C1 - 2,5% Ni G - min. de 0,5% Ni ou 0,3 Cr ou0,2% Mo ou 0,1% V ou 1,0% MnB3 - 2,25% Cr e 1% Mo C2 - 3,5% Ni M - especif. militar USA


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Finalizando, a interpretao da especificao de eletrodos para aos inoxidveis

(AWS A 5.4), pode ser vista na Figura abaixo:

Figura 2.3. Norma AWS A 5.4.

So a seguir apresentados eletrodos classificados pela especificao AWS A 5.1.

2.8. CARACTERSTICAS DOS PRINCIPAIS ELETRODOS PARA AO CARBONO

E 6010 (Na)/E 6011 (K)Grande penetrao, solda em todas as posies, facilidade a produzir transferncia metlica

por spray (desde que se utilizem valores de corrente adequados), escria de pequeno

volume e aspecto vtreo, boas propriedades mecnicas, alto teor de umidade: E 6010 =>3 a

5% ; E 6011 => 2 a 4%, principal constituinte: celulose.

E 6012/E 601

Mdia penetrao, escria viscosa e densa, o E 6012 pode ser utilizado em correntes altas

j, pois seu revestimento possui propores de celulose e uma grande proporo de

materiais refratrios, o E 6013 possui mais K que torna o arco mais estvel.


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E 6020

Mdia a profunda penetrao, transferncia por spray, escria espessa e de fcil remoo,

revestimento ricas em xido de Ferro e Mangans, altas taxas de deposio e poa de fuso

com metal muito fluido, o que obrigar operar nas posies plana ou filete horizontal.

E 7016

Possui pouco elemento gerador de hidrognio no arco (celulose, asbestos), so cozidos em

temperaturas entre 500 a 600 C para minimizar a reteno de gua pelo revestimento, por

isto, so recomendados para a soldagem de aos susceptveis trinca a frio.

Eletrodos com p de Ferro: E 7014, E 7018, E 7024, E 7027, E 7028, etc.

Elevada taxa de deposio. Trabalha com elevados valores de corrente, quando o teor de p

de Ferro ultrapassa os 40% a soldagem s recomendada na posio plana, revestimento

espesso => melhor proteo e tcnica de soldagem por arraste.

Tabela 2.7.: Desempenho de alguns eletrodos em diferentes aplicaes.

Aplicaes 6010 6011 6013 7016 7018 7024Ao com Enxofre alto ou sem analise qumica na na 3 10 9 5Alta ductilidade 6 7 5 10 10 5Alta penetrao 10 9 5 7 7 4Alta resistncia ao impacto 8 8 5 10 10 9Alta taxa deposio 4 4 5 4 6 10Espessura fina, probabilidade de distoro 5 7 9 2 2 7Espessura grossa, alta restrio 8 8 8 10 9 7Facilidade remoo de escria 9 8 8 4 7 9Filete 1G/2G alta produtividade 2 3 7 5 9 10Filete todas posies 10 9 7 8 6 naPouca perda por respingos 1 2 7 6 8 9Topo posio plana e < 6.0 mm 4 5 8 7 9 9Topo todas pos. e < 6.0 mm 10 9 8 7 6 na

Os valores esto correspondidos entre 10 (aplicao fortemente indicada) a 1

(aplicao no recomendada). A sigla "na" significa "no aplicvel".


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2.9. MANUTENO E CUIDADOS COM OS ELETRODOS

Se no tomados os cuidados no armazenamento e manuseio, os eletrodos revestidos

podem se danificar. Parte ou todo o revestimento pode se danificar principalmente nos

casos de dobra ou choque do eletrodo. Sempre que se observar qualquer alterao no estadodo eletrodo, este no deve ser utilizado em operaes de responsabilidade.

A umidade no revestimento dos eletrodos (principalmente os bsicos), de uma

forma geral, prejudicial a soldagem. Ela pode levar a instabilidade do arco, formao de

respingos e porosidades no incio do cordo e a fragilizao e fissurao por Hidrognio.

Verificao do comportamento do eletrodo durante a soldagem. Os eletrodos

midos, em geral, geram um som explosivo e, quando a umidade for excessiva,

haver, no incio da soldagem, desprendimento de vapor d'gua do eletrodo. Alm

disto, ocorrendo a interrupo da soldagem com um eletrodo mido, o revestimento

tende a trincar longitudinalmente.

Verificao do som produzido pelo choque de dois ou mais eletrodos. Dois

eletrodos midos ao se tocarem geraram um som mais abafado e grave do que

eletrodos secos, que por sua vez produzem um som mais agudo e metlico.

Os eletrodos devem ser adquiridos em embalagens hermeticamente fechadas.

Ambientes controlados possuem umidade relativa do ar menor do que 50%. As embalagens

dos eletrodos so estanques enquanto fechadas. Depois de abertas, perdem a capacidade de

armazenagem, e os eletrodos devem ser mantidos em estufas.

O perodo mximo que se recomenda para que um eletrodo permanea fora da

estufa duas horas. Aps este tempo, h o risco de ocorrer absoro excessiva de umidade.

Tabela 2.8.: Armanezamento e ressecagem de eletrodos

CLASSE DO ELETRODO ArmazenamentoEmbalagem Fechada Armazenagem EmEstufa Tratamento DeRessecagemE XX10 e E XX11 Temperatura ambiente Geralmente norecomendado Geralmente norecomendadoEXX12,XX13,XX14,XX20,XX24 eXX27 Ver a nota 65 a 85C 120 a 150C1 hora(min.)


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E 7015/16,E 7018/28 Ver a nota 65 a 95C 260 a 320C1 hora(min.)E 80/9015,E 80/9016 eE 80/9018 Ver a nota 95 a 120C 320 a 370C1 hora

(min.)E 100/110/12015E100/110/12016 eE 100 11012018 ver nota 1 95 a 120C 345 a 400C1 hora(min.)E XXX15/16(inoxidveis) ver nota 1 65 a 95C 200 a 230C1 hora(min.)

Umidade abaixo de 50% e temperatura 10C acima da ambiente, porm no mnimo 20C.

2.10. VARIVEIS DO PROCESSO

O processo eletrodo revestido, comparativamente, apresenta poucos parmetros com

possibilidade de regulagem. As siglas Ic, Va e U0 significam respectivamente: Intensidade

de corrente ("amperagem"), Velocidade de avano e Tenso em vazio ("voltagem").

Tabela 2.9.: Efeito da alterao nos parmetros de soldagemCausasEfeitos

Ic, Va eU0

normaisIc muito

baixo Ic muitoalto Va muitobaixo Va muito alta U0(1)baixo U0 alto

Fuso Normal Difcil Crepitante Normal Muito irregular Normal IrregularForma dodepsito Correta Muitoconvexo Achatado edeformado Muitoconvexo Convexo edeformado Convexo Achatado edeformado

Aspecto dodepsito Regular elimpo Regulare limpo

Muitoirregular e

muitosrespingos

Regularem plana

deformadoem ngulo

Muito irregularcom estriasalongadas

Regulare limpo

Irregular commuitos

respingos

Penetrao tima FracaMuito

grande,intil e

perigosaMuito

grande Fraca Razovel Alta

Forma dacratera Circular esaudvel Deformadamas s

Deformadacom porose trincas

Regularporm

profundaDeformada com

poros Regular Regular

Outrosdefeitos

provveis NenhumProvveisporos eincluso

de escria

Mordedurasporosidadese eventuais

trincasMordedura Mordeduraporosidade e

eventual trinca NenhumPoros seeletrodo

estiver errado

(1)- Porm superior a tenso de abertura do arco

A intensidade de corrente o parmetro que mais sensvel a variao. Depende

tambm dos seguintes aspectos: Dimetro do eletrodo, massa da pea, afastamento na

montagem, temperatura inicial da pea e posio de soldagem.

2.11. TCNICAS DE SOLDAGEM

Como este processo depende em grande parte da habilidade do soldador, importante

observar as seguintes tcnicas operatrias:


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Ponteamento: A finalidade do ponteamento permitir correta fixao das peas a

soldar. Consiste em executar cordes curtos e distribudos ao longo da junta, sendo sua

funo bsica manter a posio relativa entre as peas, garantindo a manuteno de uma

folga adequada. O ponteamento pode ser aplicado diretamente na junta, nos casos em que

prevista a remoo da raiz.A geometria da pea e a seqncia de pontos devem ser

estudadas de forma a evitar, ou minimizar, as distores ou o fechamento das bordas. Se

isto no for evitado, viria a prejudicar a penetrao e precisaria uma remoo excessiva de

raiz, sob risco de vir a causar a incluso de escria. Para evitar estes inconvenientes, a

tcnica recomendvel partir do centro para as extremidades, conforme mostrado abaixo.

Figura 2.4.: Ponteamento.

Tcnica de ponteamento: O comprimento do ponto determinado em funo da

experincia do soldador e dever ser tal que garanta possveis manobras na pea, e ao

mesmo temo resista aos esforos de contrao causados pela operao de soldagem. Uma

regra prtica utilizada para peas com muitas vinculaes, utilizar entre 1,5 a 3 vezes a

espessura da chapa. Nos casos onde no possvel a remoo da raiz, ou em casos onde se

pretende uma junta perfeitamente penetrada sem remoo, pode-se utilizar alguns artifcios

para manter o chanfro limpo e a abertura adequada para a operao de soldagem.


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Figura 2.5.: Tcnicas de ponteamento

Execuo da raiz:A folga na montagem determinante para a boa penetrao do primeiro

passe. Est ligada ao dimetro do eletrodo utilizado. importante verificar tambm a

influncia da polaridade, que no primeiro passe, em especial em fundo de chanfro,

recomendado utilizar polaridade direta, ou seja, o eletrodo no polo negativo, pois neste

caso, alm de termos uma temperatura menor na pea, tem ainda uma convergncia do arco

eltrico, que do ponto de vista da penetrao bastante benfica. Para a execuo dos

passes de enchimento so possveis trs diferentes mtodos de trabalho:

Enchimento por filetes: Este mtodo o que introduz o maior tensionamento

transversal, e uma maior probabilidade de incluso de escria quando comparado com

os demais mtodos. Por outro lado, o mtodo que permite uma melhoria das

caractersticas mecnicas, devido sua menor introduo de calor, evitando desta forma

o crescimento dos gros. Por crescimento de gro podemos entender o aspectometalrgico que introduz fragilidade na junta. Devido a esta caracterstica, e

principalmente, a possibilidade de poder-se utiliza-lo em todas as posies, este o

mtodo mais comumente utilizado.

Dispositivo de pr-fixao

conhecido como "cachorro"

Recurso utilizado para fixao

da peas


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Figura 2.6.: Diferentes formas de enchimento na posio vertical ascendente

Enchimento por passes largos:Este mtodo recomendado para eletrodos de grande

fluidez, onde se torna difcil o controle da poa de fuso. Pode ser aplicado em todas

as posies com exceo da horizontal. A tcnica de trabalho consiste em imprimir

uma oscilao lateral ao eletrodo, normalmente limitada em no mximo 5 vezes o seu

dimetro.

Enchimento por passes triangulares: Este ltimo mtodo uma derivao do

anterior. Neste, o ciclo do movimento alterado, assumindo a forma triangular. Com

isto temos uma velocidade de deposio ainda maior. um mtodo para ser utilizado

na posio vertical ascendente, com eletrodos bsicos e chapas grossas. importante

destacar que neste mtodo ocorrer uma diminuio da resistncia mecnica da junta.

2.12. DEFEITOS E DIFICULDADES DA SOLDAGEM

Dificuldade na abertura do arco

Causas predominantes: Maus contatos no circuito de soldagem


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Solues prticas: 1)Verificar os circuitos, terminais e a ligao do cabo terra; 2) Limpar e

reapertar todos os contatos eltricos.

Dificuldade em manter o arco aberto

Causas predominantes: Tenso em vazio fornecida pela fonte de soldagem inferior a necessriapara a fuso do eletrodo.

Solues prticas: 1)Alterar o valor da tenso (para um valor maior) ou utilizar um eletrodo

adequado para a tenso.

Projees (O eletrodo "salpica" formando respingos na regio do cordo de solda).

Causas predominantes: corrente muito elevada, eletrodo mido, m ligao do cabo terra

Soluesprticas: 1) regular a intensidade de corrente ou utilizar eletrodo de dimetro maior; 2)

fazer a adequada secagem e conservao dos eletrodos. 3) para este problema, em correntecontnua, as solues so: mudar o local de fixao do cabo terra, soldar sempre em direo oposta

a este (ou seja, afastando-se do cabo terra), e se isto no for possvel, utilizar corrente alternada.

Aquecimento exagerado do eletrodo

Causas predominantes: intensidade de corrente muito elevada e/ou arco muito longo

Solues prticas: 1) diminuir a intensidade de corrente e/ou o comprimento de arco

M aparncia do cordo de solda(Superfcie rugosa, cordo deformado).

Causas predominantes: eletrodos midos, m preparao da junta, metal de base com elevado teor

de Carbono.

Solues prticas: 1) secar e conservar os eletrodos; 2) modificar a preparao da junta; 3) trocar o

eletrodo para um do tipo bsico (preferencialmente) ou rutlico (2 opo).

Porosidades(ou faltas de material nas formas esfrica/ vermicular observadas na solda).

Causas predominantes: chapa com umidade, verniz, tinta, graxa ou outra sujeira qualquer, metal de

base com teores de Carbono e/ou de Silcio muito elevado, eletrodos midos, arco muito longo,

intensidade muito elevada.


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Solues prticas: 1) fazer a secagem e limpeza adequada antes da operao de soldagem; 2) mudar

o metal de base. Caso no seja possvel, mudar o eletrodo para um do tipo bsico ou 3) aumentar a

temperatura de pr-aquecimento; 3) o mesmo que o item "a" especialmente no caso de eletrodos

bsico; 4) a mesma soluo dada para o item "c"

diminuir ligeiramente o valor da corrente de soldagem principalmente se o eletrodo utilizado dotipo rutlico.

Mordeduras(Sulcos regularmente repartidos ao lado do cordo de solda diminuem a espessura da

ligao e criam pontos de ruptura).

Causas predominantes: intensidade de corrente muito elevada, chapas muito oxidados,

balanceamento do eletrodo inadequado, permanecendo tempo demais nos cantos.

Solues prticas: 1)utilizar intensidade de corrente adequada; 2)executar limpeza e preparao

adequadas; 3) executar o balano adequado.Alm disto, ter sempre em mente que uma velocidade de soldagem muito elevada favorece

a formao deste defeito devido a no haver tempo suficiente para a adequada deposio de

material.

Falta de penetrao(A soldagem no contnua na raiz).

Causas predominantes: m preparao de junta (afastamento ou ngulo do chanfro insuficiente),

eletrodo de dimetro muito grande, intensidade de corrente muito baixa

Solues prticas: 1) utilizar uma preparao de junta adequada; 2) utilizar um eletrodo dedimetro menor; 3) utilizar intensidade de corrente adequada.

Incluso de escria (a escria fica aprisionada entre os cordes da solda).

Causas predominantes: chapas oxidadas, intensidade de corrente muito baixa, m repartio dos

cordes, falta ou inadequada limpeza entre os cordes.

Solues prticas: 1) executar limpeza e preparao adequadas; 2) utilizar intensidade de corrente

adequada; 3) planejar uma sequncia adequada para dividir os cordes; 4) fazer uma adequada

limpeza entre os cordes de solda.

Cordo muito abaulado ou oco.

Causas predominantes: Velocidade de soldagem e intensidade de corrente inadequadas

Solues prticas: 1) Fazer variar os dois parmetros.


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Trincas no cordo de solda (Trincas no cordo de solda durante o resfriamento).

Causas predominantes: Podem ser diversas, algumas para exemplificar. Ao muito duro (% de

Carbono elevada), espessura muito elevada e pea soldada sem pr-aquecimento, falta de

penetrao ou seco do cordo de solda insuficiente, temperatura ambiente muito baixa, eletrodosmidos.

Solues prticas: 1) trocar o material ou soldar com pr-aquecimento; 2) pr aquecer caso utilizar

material de base de elevada espessura; 3) executar o cordo da maneira adequada; 4) resfriar a pea

lentamente (mantas, resfriamento no forno, etc.); 5) secar e conservar os eletrodos.

Trincas no metal base (trincas longitudinais solda ou propagando-se pela chapa).

Causas predominantes: m soldabilidade do ao, presena de elementos indesejveis na

composio do ao como, por exemplo, Carbono, Fsforo ou Enxofre.Solues prticas: Caso de difcil soluo, tirando a bvia substituio do metal de base as opes

so: 1) pr aquecer caso isto no tenha sido feito; 2) aumentar a temperatura de pr aquecimento; 3)

dar preferncia para eletrodos do tipo bsico; 4) modificar a sequncia de soldagem para diminuir o

efeito das contraes.

3. SOLDAGEM MIG/MAG

Soldagem GMAW (Gas Metal Arc Welding - GMAW) um processo de soldagem aarco que produz a coalescncia dos metais pelo aquecimento destes com um arco eltrico

estabelecido entre um eletrodo metlico contnuo (e consumvel) e a pea.

Figura 3.1.: Soldagem MIG/MAG.


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A proteo do arco e poa de fuso obtida por um gs ou mistura de gases. Se este

gs inerte, o processo tambm chamado de MIG (Metal Inert Gas). Se o gs for ativo,

chamado de MAG (Metal Active Gas). operado de forma semi-automtica e apresenta

elevada produtividade. A transferncia de metal atravs do arco ocorre trs mecanismos:

aerosol (spray), globular e curto-circuito, dependendo de parmetros operacionais, como o

nvel de corrente, polaridade, dimetro e composio do eletrodo, composio do gs de

proteo e comprimento do eletrodo. O equipamento bsico consiste de tocha de soldagem,

fonte de energia de corrente constante, fonte de gs e alimentador de arame.

Vantagens: Processo com eletrodo contnuo. Soldagem em qualquer posio.

Elevada deposio de metal. Elevada penetrao. Solda diferentes ligas metlicas. Exige

pouca limpeza. Processo mais fcil que a soldagem SMAW.Limitaes: Ajuste mais difcil e sensvel que o processo SMAW. Equipamento

relativamente caro e complexo. Apresenta dificuldade para soldar juntas de acesso restrito.

Proteo do arco sensvel a correntes de ar. Pode gerar elevada quantidade de respingos.

Aplicaes: Soldagem de ligas ferrosas e no ferrosas. Soldagem de carrocerias e

estruturas de veculos. Soldagem de tubulaes, etc.

3.1. FUNDAMENTOS DO PROCESSO

Na soldagem ao arco eltrico com gs de proteo (GMAW Gas Metal Arc

Welding), tambm conhecida como soldagem MIG/MAG, um arco eltrico estabelecido

entre a pea e um consumvel na forma de arame. O arco funde o arame medida que este

alimentado poa de fuso. O metal de solda protegido da atmosfera pelo fluxo de um

gs (ou mistura de gases) inerte ou ativo.


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Figura 3.2.: Processo bsico de soldagem Mig/Mag

Inicialmente com um gs de proteo inerte na soldagem do alumnio. Odesenvolvimento acrescentou atividades com baixas densidades de corrente e correntes

contnuas pulsadas, emprego em uma ampla gama de materiais, e o uso de gases de

proteo reativos ou ativos (dixido de carbono, CO2) e misturas de gases. O processo de

soldagem funciona com corrente contnua (CC), normalmente com o arame no plo

positivo. Essa configurao conhecida como polaridade reversa. A polaridade direta

raramente utilizada por causa da transferncia deficiente do metal fundido do arame de

solda para a pea. So empregadas correntes de soldagem de 50 A at mais que 600 A e

tenses de 15 V at 32 V. Um arco eltrico autocorrigido e estvel obtido com o uso de

uma fonte de tenso constante e com um alimentador de arame de velocidade constante.

Melhorias contnuas tornaram o processo aplicvel todos os metais importantes como os

aos, o alumnio, aos inoxidveis, cobre e vrios outros. Materiais com espessura acima de

0,76 mm podem ser soldados praticamente em todas as posies.

3.2. MODOS DE TRANSFERNCIA DE METAL

Basicamente o processo MIG/MAG inclui trs tcnicas distintas de modo detransferncia de metal: curto-circuito (short arc), globular (globular) e aerossol (spray arc).

Essas tcnicas descrevem a maneira pela qual o metal transferido do arame para a poa de

fuso. Na transferncia por curto-circuito a transferncia ocorre quando um curto-circuito

eltrico estabelecido. Isso acontece quando o metal fundido na ponta do arame toca a


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poa de fuso. Na transferncia por aerossol, pequenas gotas de metal fundido so

desprendidas da ponta do arame e projetadas por foras eletromagnticas em direo poa

de fuso. A transferncia globular ocorre quando as gotas de metal fundido so muito

grandes e move-se em direo poa de fuso sob a influncia da gravidade. Os fatores que

determinam o modo de transferncia de metal so a corrente de soldagem, o dimetro do

arame, o comprimento do arco (tenso), as caractersticas da fonte e o gs de proteo.

Figura 3.3.: Modos de transferncia de metais

Transferncia por curto-circuito: Na soldagem com transferncia por curto-circuito so

utilizados arames de dimetro na faixa de 0,8 mm a 1,2 mm, e aplicados pequenos

comprimentos de arco (baixas tenses) e baixas correntes de soldagem. obtida uma

pequena poa de fuso de rpida solidifica. Essa tcnica de soldagem particularmente til

na unio de materiais de pequena espessura em qualquer posio, materiais de grande

espessura nas posies vertical e sobrecabea, e no enchimento de largas aberturas. A

soldagem por curto-circuito tambm deve ser empregada quando se tem como requisito

uma distoro mnima da pea. O metal transferido do arame poa de fuso apenas

quando h contato entre os dois, ou a cada curto-circuito. O arame entra em curto-circuito

com a pea de 20 a 200 vezes por segundo. Quando o arame toca a poa de fuso, acorrente comea a aumentar para uma corrente de curto-circuito. Quando esse valor alto de

corrente atingido, o metal transferido. O arco ento reaberto. Como o arame est

sendo alimentado mais rapidamente que o arco consegue fundi-lo, o arco ser

eventualmente extinguido por outro curto. O ciclo recomea. No h metal transferido

durante o perodo de arco aberto, somente nos curtos-circuitos. Para garantir uma boa


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estabilidade do arco na tcnica de curto-circuito devem ser empregadas correntes baixas. A

tabela abaixo ilustra a faixa de corrente tima para a transferncia de metal por curto-

circuito para vrios dimetros de arame. Essas faixas podem ser ampliadas dependendo do

gs de proteo selecionado.

Tabela 3.1.: Faixa tima de corrente de curto-circuito para vrios dimetros de arame

Transferncia globular: Quando a corrente e a tenso de soldagem so aumentadas para

valores acima do mximo recomendado para a soldagem por curto-circuito, a transferncia

de metal comear a tomar um aspecto diferente. Essa tcnica de soldagem comumente

conhecida como transferncia globular, na qual o metal se transfere atravs do arco.

Usualmente as gotas de metal fundido tm dimetro maior que o do prprio arame. Esse

modo de transferncia pode ser errtico, com respingos e curtos-circuitos ocasionais.

Soldagem por aerossol (spray): Aumentando-se a corrente e a tenso de soldagem ainda

mais, a transferncia de metal torna-se um verdadeiro arco em aerossol (spray). A corrente

mnima qual esse fenmeno ocorre chamada corrente de transio. A corrente de

transio depende do dimetro do arame e do gs de proteo. Entretanto, se o gs de

proteo para soldar aos carbono contiver mais que cerca de 15% de dixido de carbono

(CO2), no haver transio de transferncia globular para transferncia por aerossol. A

transferncia fina e axial tpica do arco em aerossol. As gotas que saem do arame so

muito pequenas, proporcionando boa estabilidade ao arco. Curtos-circuitos so raros.

Poucos respingos so associados com essa tcnica de soldagem.

Tabela 3.2.: Corrente mnima para a soldagem por aerossol


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A soldagem em aerossol pode produzir altas taxas de deposio do metal de solda.

Essa tcnica de soldagem geralmente empregada para unir materiais de espessura 2,4 mm

e maiores. Exceto na soldagem de alumnio ou cobre, o processo de arco em aerossol fica

geralmente restrito apenas soldagem na posio plana por causa da grande poa de fuso.

No entanto, aos carbono podem ser soldados fora de posio usando essa tcnica com umapoa de fuso pequena, geralmente com arames de dimetro 0,89 mm ou 1,10 mm .

Figura 3.4.: Tcnica de soldagem por arco em aerossol (spray)


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Uma variao da tcnica de arco em aerossol conhecida como soldagem pulsada

em aerossol. Nela, a corrente variada entre um valor alto e um baixo. O nvel baixo de

corrente fica abaixo da corrente de transio, enquanto que o nvel alto fica dentro da faixa

de arco em aerossol. O metal transferido para a pea durante o perodo de aplicao de

corrente alta. Geralmente transferida uma gota durante cada pulso de corrente alta.

Valores comuns de freqncia ficam entre 60 e 120 pulsos por segundo. Como a corrente

de pico fica na regio de arco em aerossol, a estabilidade do arco similar da soldagem

em aerossol convencional. O perodo de baixa corrente mantm o arco aberto e serve para

reduzir a corrente mdia. A tcnica pulsada em aerossol produzir um arco em aerossol

com nveis de correntes mais baixos que para a soldagem em aerossol convencional. A

corrente mdia mais baixa possibilita soldar peas de pequena espessura com transferncia

em aerossol usando maiores dimetros de arame que nos outros. A tcnica tambm pode serempregada na soldagem fora de posio de peas de grande espessura.

3.3. EQUIPAMENTOS

Soldagem manual: Os equipamentos de soldagem MIG/MAG podem ser usados manual

ou automaticamente. So fceis de instalar e como o trajeto do arco realizado pelo

soldador, somente trs elementos principais so necessrios:

Tocha de soldagem e acessrios;

Motor de alimentao do arame;

Fonte de energia.

A tocha guia o arame e o gs de proteo para a regio de soldagem. Ela tambm

leva a energia de soldagem at o arame. Tipos diferentes de tocha foram desenvolvidos

para proporcionar o desempenho mximo na soldagem para diferentes tipos de aplicaes.

Elas variam desde tochas para ciclos de trabalho pesados para atividades envolvendo altas

correntes at tochas leves para baixas correntes e soldagem fora de posio. Em ambos os

casos esto disponveis tochas refrigeradas a gua ou secas (refrigeradas pelo gs de

proteo), e tochas com extremidades retas ou curvas. Geralmente so adicionados sistemas

de refrigerao na tocha para facilitar o manuseio. Nos casos em que so executados

trabalhos com altas correntes possvel usar uma tocha mais robusta.


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Figura 3.5.: Esquema do equipamento para solda Mig/Mag

1. CABO DE SOLDA (NEGATIVO)

2. REFRIGERAO DA TOCHA (GUA)

3. GS DE PROTEO

4. GATILHO DA TOCHA

5. GUA DE REFRIGERAO PARA A TOCHA

6. CONDUTE DO ARAME

7. GS DE PROTEO VINDO DO CILINDRO

8. SADA DE GUA DE REFRIGERAO9. ENTRADA DE GUA DE REFRIGERAO

10. ENTRADA DE 42 V (CA)

11. CABO DE SOLDA (POSITIVO)

12. CONEXO PARA A FONTE PRIMRIA (220/380/440 V)

O bico de contato fabricado de cobre e utilizado para conduzir a energia de

soldagem at o arame bem como dirigir o arame at a pea. A tocha (e tambm o bico de

contato) conectada fonte de soldagem pelo cabo de solda. Como o arame deve ser

alimentado pelo bico de contato e tambm fazer um bom contato eltrico, seu dimetrointerno importante. O bico deve ser preso tocha e centrado no bocal que direciona um

fluxo de gs at a regio de soldagem. Bocais grandes so usados na soldagem a altas

correntes (poa de fuso larga) e bocais menores na soldagem a baixas correntes. O

condute conectado entre a tocha e as roldanas de alimentao e direciona o arame tocha

e ao bico de contato. necessria uma alimentao uniforme para se obter a estabilidade do


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arco. Arames de ao pedem espirais de condute de ao. Outros materiais como nylon e

plsticos devem ser empregados para arames de alumnio. A literatura fornecida com cada

tocha lista os condutes recomendados para cada dimetro e material do arame.

Figura 3.6.: Bico para soldagem Mig/Mag

Alimentador de arame: O motor de alimentao de arame e o controle de soldagem so

fornecidos em um nico mdulo. Sua funo puxar o arame do carretel e aliment-lo ao

arco. O controle mantm a velocidade predeterminada do arame a um valor adequado

aplicao. O controle no apenas mantm a velocidade de ajuste independente do peso, mas

tambm regula o incio e fim da alimentao do arame a partir do sinal enviado pelo gatilho

da tocha. O gs de proteo, a gua e a fonte de soldagem so enviados tocha pela caixa

de controle. Pelo uso de vlvulas solenides os fluxos de gs e de gua so coordenados

com o fluxo da corrente de soldagem. O controle determina a seqncia de fluxo de gs e

energizao do contator da fonte. Tambm permite o pr e ps-fluxo de gs.

Fonte de soldagem: Quase todas as soldas com o processo MIG/MAG so executadas com

polaridade reversa (CC+). O plo positivo conectado tocha, enquanto o negativo

conectado pea. J que a velocidade de alimentao do arame e, portanto, a corrente,

regulado pelo controle de soldagem, o ajuste bsico feito pela fonte de soldagem no

comprimento do arco, que ajustado pela tenso de soldagem. A fonte de soldagem

tambm pode ter um ou dois ajustes adicionais para uso com outras aplicaes de soldagem

Soldagem automtica: Equipamentos automticos so utilizados quando a pea pode ser

transportada at o local de soldagem. O caminho do arco automtico e controlado pela


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velocidade de deslocamento do dispositivo. A qualidade da solda melhor e a velocidade

de soldagem maior. O equipamento de soldagem em uma configurao automtica o

mesmo que numa manual, exceto por: 1) a tocha montada diretamente sob o motor de

alimentao do arame, eliminando a necessidade de um condute; dependendo da aplicao,

essa configurao pode mudar; 2) o controle de soldagem montado longe do motor de

alimentao do arame. Podem ser empregadas caixas de controle remoto; 3) outros

dispositivos so utilizados para proporcionar o deslocamento automtico do cabeote.

Exemplos desses dispositivos so os prticos e os dispositivos de fixao. O controle de

soldagem tambm coordena o deslocamento do conjunto no incio e no fim da soldagem.

Figura 3.7.: Instalaes para a soldagem automtica (mecanizada)

1. CABO DE SOLDA (NEGATIVO)

2. CABO DE SOLDA (POSITIVO)

3. DETECO DE CORRENTE E TENSO DE SOLDAGEM

4. ENTRADA DE 42 V (CA)

5. CONEXO PARA A FONTE PRIMRIA (220/380/440 V)

6. ENTRADA DE GUA DE REFRIGERAO7. ENTRADA DO GS DE PROTEO

8. SADA PARA O MOTOR DE DESLOCAMENTO DO PRTICO

9. ENTRADA 42 V (CA) PARA A MOVIMENTAO / PARADA DO CABEOTE

10. MOTOR DE ALIMENTAO DO ARAME

11. ENTRADA DO GS DE PROTEO

12. ENTRADA DE GUA DE REFRIGERAO


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13. SADA DE GUA DE REFRIGERAO

3.4. FONTES DE ENERGIA

Fontes de corrente contnua e de tenso constante so empregadas na maioria doscasos de soldagem MIG/MAG. Essa caracterstica contrasta com as fontes de corrente

constante utilizada na soldagem TIG e com eletrodos revestidos. Uma fonte MIG/MAG

proporciona uma tenso do arco constante durante a soldagem. Essa tenso determina o

comprimento do arco. Quando ocorre uma variao brusca da velocidade de alimentao do

arame, ou uma mudana momentnea da tenso do arco, a fonte aumenta ou diminui

abruptamente a corrente (e, portanto, a taxa de fuso do arame) dependendo da mudana no

comprimento do arco. A taxa de fuso do arame muda automaticamente para restaurar ocomprimento original do arco. Como resultado, alteraes permanentes no comprimento do

arco so efetuadas ajustando-se a tenso de sada da fonte. A velocidade de alimentao do

arame determina a corrente de soldagem e pode ser alterada sobre uma faixa considervel

antes que o comprimento do arco mude o suficiente para fazer o arame tocar na pea ou

queimar o bico de contato.

Variveis da fonte: A caracterstica de autocorreo do comprimento do arco do sistema

de soldagem por tenso constante muito importante na produo de condies estveis de

soldagem. Caractersticas eltricas especficas a tenso do arco, a inclinao da curva

tenso-corrente da fonte e a indutncia, dentre outras so necessrias para controlar o

calor do arco, os respingos, etc.

Tenso do arco: A tenso do arco a tenso entre a extremidade do arame e a pea.

Devido s quedas de tenso encontradas no sistema de soldagem a tenso do arco no pode

ser lida diretamente do voltmetro da fonte. A tenso de soldagem (comprimento do arco)

tem um importante efeito no modo de transferncia de metal desejado. A soldagem porcurto-circuito requer tenses relativamente baixas, enquanto a soldagem em aerossol

necessita de tenses maiores. Deve ser observado tambm que, quando a corrente de

soldagem e a taxa de fuso do arame so aumentadas, a tenso de soldagem tambm deve

ser aumentada um tanto para manter a estabilidade. A tenso do arco aumentada com o

aumento da corrente de soldagem para proporcionar a melhor operao.


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Tabela 3.3. Correntes tpicas de curto-circuito requeridas para a transferncia de metal.

3.5. GASES DE PROTEO

O ar atmosfrico expulso da regio de soldagem por um gs de proteo com o

objetivo de evitar a contaminao da poa de fuso. A contaminao causada

principalmente pelo nitrognio (N2), oxignio (O2) e vapor d'gua (H2O) presentes na

atmosfera como visto anteriormente Para evitar esses problemas associados com a

contaminao da poa de fuso, trs gases principais so utilizados como proteo: argnio

(Ar), hlio (He) e dixido de carbono (CO2). Alm desses, pequenas quantidades de

oxignio (O2), nitrognio (N2) e hidrognio (H2) provaram ser benficas em algumas

aplicaes. Desses gases, apenas o argnio e o hlio so gases inertes. A compensao para

a tendncia de oxidao dos outros gases realizada pelas formulaes especiais dos

arames. O argnio, o hlio e o dixido de carbono podem ser empregados puros, em

combinaes ou misturados com outros gases para proporcionar soldas livres de defeitosnuma variedade de aplicaes e processos de soldagem.

Propriedades dos gases: As propriedades bsicas dos gases de proteo que afetam o

desempenho do processo de soldagem incluem:

Propriedades trmicas a temperaturas elevadas;


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Reao qumica com os vrios elementos no metal de base e no arame de solda;

Efeito de cada gs no modo de transferncia de metal.

A condutividade trmica do gs temperatura do arco influencia a tenso do arco bem

como a energia trmica transferida solda. Quando a condutividade trmica aumenta,maior tenso de soldagem necessria para sustentar o arco. Por exemplo, a condutividade

trmica do hlio e do dixido de carbono muito maior que a do argnio; devido a isso,

aqueles gases transferem mais calor solda. Portanto, o hlio e o dixido de carbono

necessitam de uma tenso de soldagem maior para manter o arco estvel.

A compatibilidade de cada gs com o arame e o metal de base determina a adequao

das diversas combinaes de gases. O dixido de carbono e a maioria dos gases de proteo

contendo oxignio no devem ser utilizados na soldagem do alumnio, pois se formar oxido de alumnio (Al2O3). Entretanto, o dixido de carbono e o oxignio so teis s

vezes e mesmo essenciais na soldagem MAG dos aos. Eles promovem estabilidade ao arco

e uma boa fuso entre a poa de fuso e o material de base. O oxignio bem mais reativo

que o dixido de carbono. Conseqentemente, as adies de oxignio ao argnio so

geralmente menores que 12% em volume, enquanto o dixido de carbono puro pode ser

empregado na soldagem MAG de aos doces. Os arames de ao devem conter elementos

fortemente desoxidantes para suprimir a porosidade quando usados com gases oxidantes,

particularmente misturas com altos percentuais de dixido de carbono ou oxignio e

especialmente o dixido de carbono puro. Os gases de proteo tambm determinam o

modo de transferncia do metal e a profundidade qual a pea fundida. A Tabela 3.4.e a

Tabela 3.5. sumarizam os gases de proteo recomendados para os vrios materiais e tipos

de transferncia de metal. A transferncia por aerossol no obtida quando o gs de

proteo rico em CO2. Por exemplo, misturas contendo mais que 20% CO2 no exibem

uma verdadeira transferncia em aerossol. At certo ponto, misturas at 30% CO2 podem

apresentar um arco com um aspecto semelhante ao aerossol a altos nveis de corrente, masso incapazes de manter a estabilidade do arco obtida com misturas de menores teores de

CO2. Os nveis de respingos aumentaro quando as misturas forem ricas em CO2.

Tabela 3.4. Seleo de gases para MIG/MAG com transferncia por curto-circuito


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Tabela 3.5. Seleo de gases para MIG/MAG com transferncia por aerossol pulsado.

3.6. ARAMES

Um dos mais importantes fatores a considerar na soldagem MIG a seleo correta

do arame de solda. Esse arame, em combinao com o gs de proteo, produzir o

depsito qumico que determina as propriedades fsicas e mecnicas da solda. Basicamente

existem cinco fatores principais que influenciam a escolha do arame para a soldagem

MIG/MAG:


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A composio qumica do metal de base;

As propriedades mecnicas do metal de base;

O gs de proteo empregado;

O tipo de servio ou os requisitos da especificao aplicvel;

O tipo de projeto de junta.

Entretanto, a grande experincia na soldagem industrial levou a AWS a simplificar a

seleo. Foram desenvolvidos e fabricados arames que produzem os melhores resultados

com materiais de base especficos. Embora no exista uma especificao aplicvel

indstria em geral, a maioria dos arames est em conformidade com os padres da AWS.

3.7. DEFEITOS DA SOLDA

A tabela abaixo relaciona todos os defeitos e causas no processo Mig/Mag:

Defeito Causa e/ou ao corretiva


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4. SOLDAGEM TIG


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Soldagem GTAW (Gas Tungsten Arc Welding - GTAW) ou, como mais conhecida

TIG (Tungsten Inert Gas) um processo no qual a coalescncia dos metais obtida pelo

aquecimento destes por um arco estabelecido entre um eletrodo no consumvel de

tungstnio e a pea. A proteo do eletrodo e da zona da solda feita por um gs inerte,

(argnio), ou mistura de gases inertes (Ar e He). Metal de adio pode ser utilizado ou no.

Figura 4.1: Soldagem TIG.

A soldagem pode ser manual ou mecanizada e considerado o mais controlvel dos

processos de soldagem a arco. As suas principais variveis so: corrente de soldagem,

composio, dimetro e forma do eletrodo, composio do gs de proteo e metal de

adio. O equipamento bsico do processo consiste de fonte de energia (de CC para a

maioria das ligas metlicas), tocha com eletrodo de tungstnio, fonte de gs de proteo (Ar

ou He) e um sistema para a abertura do arco (geralmente um ignitor de alta freqncia).

Vantagens: Controle da poa de fuso. Soldagem sem metal de adio. Solda a

maioria dos metais. Solda de alta qualidade e excelente acabamento. Gera pouco ou

nenhum respingo. Exige pouca limpeza aps a soldagem. Solda em qualquer posio.

Limitaes: Produtividade relativamente baixa. Custo de consumveis e equipamento

relativamente elevado.Aplicaes: Soldagem de preciso ou de elevada qualidade Soldagem de peas de

pequena espessura e tubulaes de pequeno dimetro. Execuo do passe de raiz em

tubulaes. Soldagem de ligas especiais, no ferrosas e materiais exticos.

4.1. CARACTERSTICAS DO PROCESSO


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TIG o processo de soldagem ao arco eltrico com proteo gasosa que utiliza

eletrodo de tungstnio, um gs inerte, para proteger a poa de fuso. O nome TIG uma

abreviao de Tungsten Inert Gs (gs inerte tungstnio), em que tungstnio o material de

que feito o eletrodo e gs inerte refere-se ao gs que no reage com outros materiais.

No processo TIG, o aquecimento obtido por meio de um arco eltrico gerado com

auxilio de um eletrodo no consumvel de tungstnio o qual no deve se fundir para evitar

defeitos ou descontinuidades no cordo de solda. O eletrodo e a poa de fuso so

protegidos por uma atmosfera gasosa constituda de gs inerte, isto , um gs que no reage

com outros materiais, ou uma mistura de gases inertes, geralmente argnio ou hlio.

O processo TIG permite soldar materiais com ou sem material de adio. Dependendo

da aplicao da solda, possvel adicionar material poa de fuso; nesse caso, o materialdeve ser compatvel com o metal de base.

Aplicao: O processo TIG utilizado na soldagem de todos os tipos de juntas e chapas,

principalmente as de espessura menor que 10 mm. um processo adequado a quase todos

os metais, em especial titnio, zircnio, ligas de alumnio e magnsio, aos ligados,

inoxidveis, ligas de nquel e ligas especiais. bastante utilizado para soldagem de tubos,

na indstria aeroespacial e nuclear e em trabalhos de reparao devido facilidade em

controlar o processo e a possibilidade de utilizar material de adio.

Vantagens: Este processo tem a vantagem de apresentar cordes de solda de alta qualidade,

sem escria e sem respingos e pode ser empregado em todas as posies e tipos de juntas.

Em razo de admitir um controle preciso de entrega trmica, a soldagem TIG a mais

adequada para unir metais de pequena espessura, para fazer cordes em componentes

sensveis ao calor, para trabalhos de manuteno e tambm para soldar pontos em chapas

finas.

Desvantagens: Uma desvantagem no processo TIG que o trabalho s pode ser realizado

em local coberto ou protegido; se utilizada no campo, a soldagem TIG sofre a influncia da

circulao de ar no local e a proteo fornecida pelo gs inerte prejudicada; outra

desvantagem que na soldagem de chapas grossas sua produtividade baixa.


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4.1. ELETRODOS

O eletrodo utilizado na soldagem TIG o de tungstnio, que tem o maior ponto de

fuso dos metais: 3400oC. Alm disso, o tungstnio chamado termoinico porque tem

facilidade de emitir eltrons, o que auxilia bastante a estabilidade do arco; o tungstnio

pode ser puro (99%) ou com ligas de zircnio ou trio. Eles tm a vantagem de apresentar

menor custo e menor efeito de retificao quando utilizada a corrente alternada. Por outro

lado, as desvantagens so as dificuldades na abertura do arco e menor durabilidade.

Composio qumica do eletrodo: Os elementos qumicos adicionados ao eletrodo so

importantes para permitir um desempenho melhor do processo de soldagem. Os eletrodos

com zircnia ou tria apresentam maior durabilidade, maior resistncia com potncias

elevadas e melhores propriedades de ignio. As desvantagens, quando se utiliza corrente

alternada, so o custo maior, maior efeito de retificao e menor estabilidade do arco.

A norma AWS A5.12-92 estabelece um cdigo para a identificao dos eletrodos

conforme sua composio qumica. Segundo esse cdigo, a letra E significa eletrodo; W

para wolfrmio (ou tungstnio), o elemento qumico de que feito o eletrodo, X o

elemento qumico adicionado ao eletrodo e P significa puro.

EWCe o eletrodo de tungstnio com xido de crio, conhecido como cria; este tipo

de eletrodo apresenta maior facilidade de ignio, melhor estabilidade do arco, reduzida

taxa de vaporizao ou queima e trabalha muito bem com corrente alternada ou contnua,

em qualquer polaridade; estas vantagens aumentam com o aumento de quantidade de cria.


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EWLa o eletrodo de tungstnio que contm 1% de xido de lantnio, conhecido

como lantnia; as caractersticas de operao e vantagens deste eletrodo so muito similares

s do eletrodo com cria.

EWTh contm xido de trio, conhecido como tria; a tria responsvel pelo

aumento de vida til do eletrodo em relao aos eletrodos de tungstnio puro devido a sua

alta emisso de eltrons, melhor ignio e estabilidade do arco. Estes eletrodos tm maior

vida til e apresentam grande resistncia a contaminantes de tungstnio na solda.

EWZr o eletrodo com adio do xido de zircnio, conhecido como zircnia; este

eletrodo o preferido para aplicaes nas quais a contaminao por tungstnio deve ser

minimizada. O eletrodo com zircnia tem bom desempenho quando usado com corrente

alternada e apresenta alta resistncia a contaminao.

Classificao do eletrodo: A classificao do eletrodo quanto composio qumica

encontra-se na norma ANSI/AWS A5.12-92, apresentada no quadro.

Tabela 4.1.: A classificao do eletrodo quanto composio qumica

ClassificaoAWS

W % CeO2 %La2O3

%ThO2 % ZrO2 %

Outros%(mx.)

Cor dePonta

EWP 99,5 - - - - 0,5 Verde

EWCe-2 97,5 1,8 -2,2 - - - 0,5 Laranja

EWLa-1 98,3 - 0,9-1,2 - - 0,5 Preta

EWTh 1 (1%) 98,5 - - 0,8-1,2 - 0,5 Amarela

EWTh 2 (2%) 97,5 - - 1,7-2,2 - 0,5 Vermelha

EWZr-1 99,1 - - - 0,15-0,40 0,5 Marrom

EWG 94,5 - - - - 0,5 Cinza

Os nmeros 1 e 2 apresentam a quantidade de material adicionado

Preparao do eletrodo: Conforme a corrente utilizada na soldagem, bem como o

dimetro do eletrodo, necessrio fazer uma preparao prvia da ponta do eletrodo. Essa

preparao feita por meio de esmerilhamento da ponta, sempre no sentido longitudinal,

para facilitar o direcionamento dos eltrons. Em casos especiais, as marcas do

esmerilhamento so retiradas por meio de polimento.


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Na soldagem com corrente contnua, a ponta do eletrodo deve ser pontiaguda. O

cone correto da ponta pode ser obtido por uma norma prtica: a altura do cone deve ser

duas vezes o dimetro do eletrodo.

No caso de soldagem com corrente alternada, a ponta do eletrodo deve ser

ligeiramente arredondada.

.

Escolha do eletrodo: A escolha do tipo e do dimetro do eletrodo deve levar em

considerao a espessura e o tipo do material, o tipo de junta, o nmero de passes e osparmetros de soldagem, como amperagem e tenso, alm da composio qumica do

eletrodo. Um quadro auxilia a seleo do eletrodo.

Tabela 4.2.: Escolha do eletrodo

4.2. PARMETROS DE SOLDAGEM

Os parmetros de soldagem so responsveis pela qualidade do cordo de solda;assim, preciso conhecer essas variveis para escolher o procedimento adequado a cada

tipo de trabalho. Os parmetros a considerar so o comprimento do arco, a velocidade de

soldagem, a vazo do gs e a corrente de soldagem.


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Comprimento do arco: O comprimento do arco a distncia entre a ponta do eletrodo e o

metal de base; o aumento do comprimento faz aumentar tambm a tenso do arco, sob uma

dada corrente de soldagem e determinado gs de proteo. O comprimento do arco

influencia o cordo de solda, que ser tanto mais largo quanto maior for o arco. Um arco

muito curto ou muito longo torna-se instvel, favorecendo a formao de porosidades,

mordeduras e falta de fuso.

Velocidade de soldagem: A velocidade de soldagem tem influncia sobre a penetrao e a

largura do cordo de solda; assim, se a velocidade aumenta, a penetrao e o cordo

diminuem, acontecendo o mesmo tambm com o reforo, quando se solda com adio de

metal. Uma velocidade maior melhora a eficincia e a produtividade da soldagem,

reduzindo os custos de produo; no entanto, velocidades altas demais podem causardescontinuidades, como falta de penetrao e mordeduras.

Vazo do gs: Para que a proteo oferecida pelo gs seja eficiente, preciso considerar a

vazo do gs. A vazo deve ser forte o suficiente para deslocar o ar para longe da rea da

solda e assim proteger a poa de fuso; no entanto, uma vazo elevada pode causar

turbulncia no fluxo do gs, resultando em descontinuidade ou defeitos no cordo e

instabilidade do arco, sem falar no custo maior de soldagem. A vazo ideal leva em

considerao fatores como:

Tipo de gs utilizado;

Distncia entre o bocal e a pea;

Tipo e posio da tocha;

Tipo de junta;

Dimetro do bocal;

Velocidade e posio de soldagem;

Tipo de metal a ser soldado e

Tamanho da poa de fuso.


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Existem no mercado dispositivos adaptveis tocha que permitem um fluxo de gs

mais suave e eficiente. Uma regra para determinar a vazo ideal fazer um teste, iniciando

com vazo elevada e diminuindo gradativamente at que comece uma oxidao superficial

do cordo; a vazo ideal ser a mais prxima e superior a essa. Uma vazo baixa no

oferece proteo adequada poa de fuso, causando tambm descontinuidades.

Corrente de soldagem: O ajuste da vazo de gs est relacionado com a intensidade de

corrente ideal para os diferentes metais a soldar. Considerando o argnio como gs de

proteo, a relao vazo/corrente pode ser mostrada no quadro.

Tabela 4.3.: ajustes para soldagem

4.3. CONSUMVEIS

Metal de adio: O metal de adio para soldagem TIG geralmente apresentado sob

forma de vareta com cerca de 1 metro de comprimento. No caso de soldagem mecanizada,

utilizam-se bobinas de fio enrolado. Os dimetros dos fios e das varetas variam entre 0,5

mm e 5 mm. Os materiais utilizados na confeco das varetas so variados; classificam-se

segundo sua composio qumica e de acordo com as propriedades do metal depositado. importante que o metal de adio esteja isento de umidade, oleosidade e oxidao.

Escolha do metal de adio: A escolha do metal de adio leva em considerao fatores

como: similaridade com o metal de base, composio qumica, propriedades mecnicas e


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custos razoveis. O dimetro do fio ou da vareta deve corresponder espessura das peas a

soldar ou quantidade de material que ser depositada. Estas informaes encontram-se

disponveis nos catlogos dos fabricantes.

Especificao do metal de adio: Os consumveis utilizados como metal de adio na

soldagem TIG especificada segundo normas que definem as caractersticas do arame, a

propriedade mecnica desejadas, ensaios recomendados, dados de identificao, garantia do

fabricante, condies de aceitao e embalagem. Um quadro pode auxiliar na busca da

norma AWS referente a um determinado metal de base a ser soldado, com a especificao

completa do material de adio recomendado para tal soldagem.

Tabela 4.4. Especificaes para soldagem

4.4. GASES DE PROTEO

Os gases de proteo utilizados no processo TIG so os inertes, isto , que no

reagem com o eletrodo nem com a poa de fuso; como exemplos cita-se o argnio, mais

utilizado, o hlio ou uma mistura de ambos. Os gases de proteo do processo TIG devem

ter um grau de pureza de 99,99%, no mnimo, para que a solda apresente a qualidade

desejada. O teor de umidade tambm um fator importante que deve ser controlado. A

escolha do gs depende de fatores como tipo de metal que se quer soldar, espessura das

peas e posio de soldagem. As misturas de argnio e hlio, respectivamente 70% e 30% e

30% e 70%, so as que apresentam os melhores resultados na soldagem de metais no


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ferrosos, como alumnio, magnsio e ligas. As misturas argnio e hidrognio (8% em geral)

so as mais utilizadas em soldagem TIG manual e automtica dos aos inoxidveis.

Funo do gs: A principal funo de um gs de proteo no processo TIG excluir os

gases da atmosfera que podem contaminar a poa de fuso, o eletrodo e a parte aquecida da

vareta de adio. A escolha do gs importante porque influencia a velocidade de

soldagem.

Emprego do argnio: O emprego do gs argnio no processo TIG apresenta algumas

vantagens, como:

uma boa estabilidade do arco;

baixo consumo do gs;

baixas tenses de arco;

custo baixo do processo;

facilidade na abertura do arco e

melhor efeito de limpeza de xidos quando usada a corrente alternada.

Por ser mais pesado que o ar, o argnio forma uma eficiente cortina de proteo ao redor da

poa de fuso.

Emprego do Hlio: O gs hlio empregado no processo TIG apresenta consumo alto, pois

um gs mais leve que o ar; sua densidade baixa provoca a subida do gs em turbulncia,

prejudicando a proteo da poa de fuso; por isso, o fluxo do hlio deve ser de 2 a 3 vezes

maior que a do argnio. O hlio requer altas tenses de soldagem, o que demanda maior

energia para uma mesma corrente e comprimento de arco; permite grande penetrao do

cordo de solda; apresenta custo alto, mas, em contrapartida, possibilita maior velocidade

no caso de soldagem automtica de alumnio e suas ligas. Em soldagem automtica de

alumnio e suas ligas, o gs hlio puro pode ser utilizado com corrente contnua e

polaridade negativa.


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4.5. EQUIPAMENTO

Para as aplicaes mais comuns, o equipamento requerido para soldagem pelo

processo TIG relativamente simples. Consiste de uma fonte de energia eltrica que pode

ser ao mesmo tempo um transformador, no caso de corrente alternada, ou um retificador ou

gerador, no caso de corrente contnua; uma tocha com suporte para o eletrodo; um cabo de

conduo para o gs de proteo; um cabo para o sistema de refrigerao e um para a fonte

de energia; uma fonte de gs, que pode ser um cilindro e um regulador de presso, ou um

conjunto de cilindros com canalizao para alimentar a rede de distribuio, no caso de

soldagem com vrios postos de trabalho; e um regulador de vazo de gs.

Transformador: Um transformador bsico para soldagem com corrente alternada

apresenta as seguintes partes:

transformador monofsico ou trifsico, responsvel pela transformao da corrente

da rede em corrente de soldagem pela reduo da tenso da rede para tenso de

soldagem e pelo aumento da intensidade da corrente da rede para intensidade de

corrente de soldagem;

gerador de alta freqncia, que gera impulsos de alta tenso de elevada freqncia

para ignio sem contato do arco eltrico durante a soldagem;

condensador protetor;

condensador-filtro, para compensao das semi-ondas variveis de corrente que

podem surgir na soldagem;

vlvula magntica de gs protetor, para abertura e fechamento eletromagnticos do

suprimento de gs;

unidades de comando, com as funes de ativao e desativao da corrente de

soldagem, controle da vlvula magntica de gs protetor com tempo regulvel parapr e ps-fluxo, regulagem do condensador de filtragem.

Retificador: Um retificador para soldagem TIG com corrente contnua apresenta as

seguintes partes:


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transformador monofsico ou trifsico, responsvel pela diminuio da tenso da rede

para tenso de soldagem e aumento da intensidade de corrente da rede para intensidade

de corrente de soldagem;

retificador, que transforma a corrente alternada monofsica ou trifsica em corrente

contnua;

ventilador-resfriador;

chave de presso de gua;

vlvula magntica de gs protetor, e unidades de comando, com as funes de ativao

e desativao da corrente de soldagem, regulagem da intensidade da corrente de

soldagem, controle da vlvula magntica de gs protetor com tempo regulvel para pr

e ps-fluxo e desativao da corrente de soldagem na falta de gua.

Tocha: A tocha conduz a corrente e o gs inerte para a zona de soldagem; tem a

extremidade revestida de material isolante a fim de ser manuseada com segurana pelo

operador. A tocha serve como suporte do eletrodo de tungstnio e tambm fornece o gs de

proteo. Dentro da tocha existe uma pina que segura o eletrodo, e que deve ser

selecionada de acordo com o dimetro do eletrodo. Uma grande variedade de tochas

existentes no mercado possibilita sua adaptao a soldas de difcil acesso.

Figura 4.2. Tocha de soldagem.

O bocal da tocha, que pode ser cermico ou metlico, tem a funo de direcionar o

gs de proteo; tambm, deve ser escolhido segundo a espessura e a forma da junta a ser

soldada ou a corrente eltrica utilizada. O bocal de cermica recomendado para corrente

de soldagem inferior a 250 A. O dimetro do bocal de gs deve ter um tamanho suficiente


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para proteger adequadamente a poa de fuso e a rea aquecida. Uma regra prtica diz que

o dimetro interno do bocal deve ser de quatro vezes o dimetro do eletrodo.

Sistema de refrigerao da tocha: O forte calor do arco eltrico e as altas correntes

impem a refrigerao da tocha e do cabo de soldagem. Desta forma, consegue-se umaproteo adequada e o equipamento torna-se flexvel e de fcil manejo. A refrigerao da

tocha pode ser feita por gua ou por ar.

4.6. ESCOLHA DOS PARMETROS

Abaixo apresentamos uma tabela para facilitar a escolha dos parmetros necessrios

ao processo de soldagem


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5. SOLDA OXIACETILNICA

Solda feita por aquecimento das peas com chama obtida de gases oxi combustveis

chamada de Solda a gs. Como processo no requer eletricidade algumas vezes seu uso

indispensvel, principalmente onde no existe eletricidade. A intensidade do calor geradona chama depende da mistura gs oxi combustvel a uma determinada presso dos gases. O

oxignio utilizado para proporcionar combusto do gs, mas pode ser usado ar

comprimido no lugar do oxignio, mas isto proporciona uma baixa eficincia trmica e

conseqentemente reduo na velocidade de soldagem; a qualidade da solda tambm

afetada. A escolha do gs importante, pois permite obter uma velocidade de soldagem e

uma qualidade desejada no cordo de solda.

5.1.GASES

O gs geralmente empregado o acetileno, outros gases alm do acetileno podem ser

empregados embora os mesmos fornecem menos intensidade de calor e conseqentemente

uma menor temperatura. Estes gases podem utilizar tanto o oxignio e o ar para manter a

combusto.

Tabela 5.1.: Temperatura mxima de combusto com diferentes gases

5.2. PROPRIEDADES, PRODUO E ARMAZENAGEM DE GASES.

Os gases mais usados em solda de gs oxi-combustvel so o oxignio e o acetileno.

Oxignio: um gs incolor, inodoro, inspido e ligeiramente mais pesado que o ar. Um

metro cbico de oxignio a 20 C e a uma presso atmosfrica pesa 1,33 Kg. Sobre presso


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normal se liquefaz a uma temperatura de -182,90

C formando um lquido claro e azulado .

Um litro de oxignio lquido pesa 1,14 Kg e produz 860 litros de

Apostila de Solda (3)

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