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Departamento de Eletrônica e Sistemas 1 Seminário: Consumíveis de soldagem Disciplina: Metalurgia da Soldagem Professor: Antonio Fernando Mota.

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1 Departamento de Eletrônica e Sistemas 1 Seminário: Consumíveis de soldagem Disciplina: Metalurgia da Soldagem Professor: Antonio Fernando Mota

2 Departamento de Eletrônica e Sistemas 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.

3 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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.

4 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Tipos de consumíveis –Utilizados em soldagem a gás Gases combustíveis – Acetileno, propano Gases comburentes – Oxigênio, ar atmosférico Varetas Fluxos (fundentes)

5 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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 (CO 2, Mistura Argônio e/ou Hélio + CO 2) –Eletrodo nu (Arame)

6 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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 (CO 2, ) Gás redutor (H 2 )

7 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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 + O 2 (1 a 5%) = melhora estabilidade do arco Ar + CO 2 (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

8 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Gases Reativos – Ativo (CO 2 – O) –DIÓXIDO DE CARBONO - CO 2 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 + SiO 2 Mn + FeO -> Fe + MnO –OXIGÊNIO – O Nunca é utilizado sozinho – sempre em mistura Ar + O ou Ar + CO 2 + O

9 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Gases Reativos – Redutor –HIDROGÊNIO - H 2 H 2 adicionado ao Ar ou He para aumentar a temperatura do arco –H 2 (molecular) ao passar pelo arco -> 2H (atômico) –2H em temperaturas frias - > H 2 (reação acompanhada de liberação de energia)

10 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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)

11 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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

12 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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

13 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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

14 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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

15 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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

16 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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 (H 2, N 2 e O 2 ). 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.

17 Departamento de Eletrônica e Sistemas 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+).

18 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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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22 CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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)

23 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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)

24 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Eletrodos nus e varetas – Especificação A5.9 (inoxidáveis) 1 – A letra E designa um eletrodo 2 - A letra R designa uma vareta As letras ER indicam eletrodo nu ou vareta 3 – Os dígitos (geralmente 3) indicam a composição química do metal de adição

25 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Eletrodos e fluxo para arco submerso – Especificação A – 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

26 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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

27 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Eletrodos Arame tubular – Especificação A – 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)

28 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM F número – conforme norma ASME Seção IX –Utilizado para qualificação de soldadores F nºESPECIFICAÇÃOCLASSIFICAÇÃOOBSERVAÇÕES 1SFA-5.1 e 5.5EXX20/22/24/27/28Eletrodos diversos revestimentos posição plana e horizontal 2SFA-5.1 e 5.5EXX12/13/14Eletrodos revestimento rutílico 3SFA-5.1 e 5.5EXX10/11Eletrodos revestimento celulósico 4SFA-5.1 e 5.5EXX15/16/18/48Eletrodos revestimento básico 4SFA-5.4EXXX-15/16/17/25/26Todos eletrodos exceto austeníticos 5SFA-5.4EXXX-15/16/17/25/26Só eletrodos austeníticos 6Várias Varetas e arames TIG/MIG/MAG/AT

29 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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

30 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Inspeção Visual e dimensional – Embalagem

31 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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)

32 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Inspeção Visual e Dimensional

33 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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

34 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Exame Visual de eletrodos –Oxidação da ponta de pega –Oxidação da alma

35 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Exame Visual de eletrodos –Redução localizada

36 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Exame Visual de eletrodos –Danos na ponta de arco

37 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Exame Visual de eletrodos –Destacamento com exposição da alma

38 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Exame Visual de eletrodos –Trincas transversais

39 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Exame Visual de eletrodos –Trincas longitudinais

40 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Exame Visual de eletrodos –Trincas longitudinais

41 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Exame Visual de eletrodos –Ausência de conicidade na ponta de arco

42 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Identificação de eletrodos – Classificação AWS legível – Identificação individual – À tinta no revestimento – Próxima a ponta de pega (máximo 65 mm de distância)

43 Departamento de Eletrônica e Sistemas 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%

44 Departamento de Eletrônica e Sistemas 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

45 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM 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

46 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Manuseio, Armazenagem Secagem e Manutenção da secagem 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%

47 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Manuseio, Armazenagem Secagem e Manutenção da secagem 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

48 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Manuseio, Armazenagem Secagem e Manutenção da secagem ESTUFA DE SECAGEM

49 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Manuseio, Armazenagem Secagem e Manutenção da secagem 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

50 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Manuseio, Armazenagem Secagem e Manutenção da secagem ESTUFA DE MANUTENÇÃO DA SECAGEM

51 Departamento de Eletrônica e Sistemas CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM Manuseio, Armazenagem Secagem e Manutenção da secagem ESTUFA PORTÁTIL – Deve dispor de: Sistema de aquecimento por resistência elétrica Manter temperatura de 80 a 150ºC

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54 Recomendações de parâmetros de soldagem para os eletrodos revestidos OK® para a soldagem de aços carbono

55 Departamento de Eletrônica e Sistemas Requisitos de corrente para diversas classes AWS de eletrodos

56 Departamento de Eletrônica e Sistemas Avaliação comercial

57 Departamento de Eletrônica e Sistemas 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

58 Departamento de Eletrônica e Sistemas Conselho aos soldadores Nunca esqueça: sua posição é importante! Uma posição inconfortável e instável é a causa de muitas soldas insatisfatórias OBRIGADO


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