Processo de Soldagem com Eletrodo Revestido

Processo de Soldagem com Eletrodo Revestido

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Foi explicada a questão de polaridade entre o eletrodo e a peça a ser soldada, onde foi observado que no local em que a polaridade é positiva a um maior aquecimento, melhorando assim a fusão entre o material do eletrodo e peça a ser soldada. No caso do transformador, isso não é possível, o que pode dificultar um pouco durante o processo. Essa questão da polaridade é muito utilizada durante a realização do cordão de raiz e do enchimento. Geralmente, para se realizar o cordão de raiz, a polaridade negativa fica para o eletrodo, fundindo o metal base, fazendo com que aumente a fusão de solda. Já para realizar o enchimento da solda, a polaridade negativa fica com o metal base, assim o metal do eletrodo fundi mais rápido.

Depois da apresentação das questões de fonte de energia e polaridade, foi apresentado os tipos de eletrodo para determinados materiais (aço, aço inox, ferro fundido, alumínio, entre outros) a serem soldados, bem como a nomenclatura (números) que cada tipo recebe. Através da numeração têm-se informações sobre as propriedades mecânicas do eletrodo (tração e compressão) que essa solda pode sofrer; as posições de soldagem (vertical, horizontal, sobre a cabeça, entre outras), bem como a natureza da corrente que deverá ser aplicada ao eletrodo.

Figura 3.2.1 Tipos de Eletrodos Revestidos.

Estabelecendo o material da peça a ser soldada e o eletrodo mais apropriado, as chapas foram fixadas através de morças, podendo assim, realizar o procedimento de ponteamento, que nada mais é que a realização de dois pontos de soldas, evitando qualquer tipo de desalinhamento ou empenamento das chapas.

Figura 3.2.2 Ponteamento das chapas. Setas indicam locais dos pontos de solda.

Com as chapas já bem fixadas, foi iniciado o cordão de raiz, que é o principal cordão do processo de solda. O espaçamento entre as chapas é diretamente ligado ao diâmetro do eletrodo utilizado. Como todo cordão de solda realizado, há um certo movimento a ser feito, com as mãos, durante o processo de soldagem. Geralmente o movimento realizado é um tipo de “zigue-zague”, garantindo a fusão completa da solda. Muitas vezes, após a realização do cordão de raiz, a chapa é virada e realizado mais um cordão de raiz, agora fora do chanfro, também para garantir uma boa fusão de solda.

Figura 3.2.3 Cordão de raiz realizado no chanfro.

Figura 3.2.4 Cordão de raiz realizado fora do chanfro.

Com o cordão de raiz já pronto, foi tirado qualquer tipo de impurezas (escórias), podendo assim ser feito o enchimento da solda. O procedimento para a realização do enchimento é o mesmo do que o de cordão de raiz. É feito um movimento de zigue-zague e lentamente caminhando ao longo do chanfro. Quando o chanfro é muito largo, é recomendado a realização de vários cordões menores.

Figura 3.2.5 Soldador realizando o enchimento da solda. Figura 3.2.6 Enchimento da solda

4 RESULTADOS

Após a realização de todos os procedimentos de soldagem, foi obtido uma junção entre as chapas por um cordões de solda feito através de um eletrodo Fo tipo E6013, eletrodo esse específico para soldas em peças de aço carbono.

Além da junção obtida, a cada cordão de solda realizado, após o resfriamento, observou-se a formação de uma “casca”, denominada escória. Essa escória tinha que ser limpa logo após cada cordão feito, evitando assim os defeitos de solda.

Figura 4.1 Junção obtida após o processo de soldagem. Seta indica a escória formada.

Os componentes do grupo, para se familiarizar com o processo, tentaram fazer o enchimento de uma solda, obtendo como resultado uma solda cheia de falhas, respingos, cheia de escória e com pouca ou quase nenhuma fusão.

14 Figura 4.2 Enchimento de solda realizada pelos componentes do grupo.

5 ANÁLISE DE RESULTADOS

O revestimento do eletrodo é de extrema importância no processo de soldagem, pois esse revestimento obrigatoriamente tem que possuir características do metal base, além disso, após a fusão do eletrodo o revestimento se transforma em escória.

Essa escória, além de auxiliar no resfriamento da solda, ela garante uma proteção contra contaminação de impurezas (Oxigênio, Hidrogênio), bem como a formação de microporos durante o instante de fusão do eletrodo.

Outra análise importante com relação ao revestimento do eletrodo, é que ele também tem a função de adicionar elementos de liga ao ponto de solda, tornado a parte da peça mais resistente a esforços.

Outro aspecto importante a se comentar, é em relação aos movimentos de soldagem. Se esses movimentos forem realizados de forma errônea, pode comprometer a peça soldada. É preciso ir ajustando a altura do eletrodo em relação à chapa, se não, a solda ficará ruim, cheia de respingo e não atingirá uma boa fusão. Além disso, se fizer um cordão sem a movimentação de zigue-zague, apenas correndo o eletrodo ao longo do chanfro, também interferirá em uma péssima fusão.

Figura 5.1 Tipos de solda em relação ao movimento realizado. Solda A indica que a solda foi feita sem movimentação, apenas correndo ao longo do chanfro. Solda B indica a maneira correta de soldagem, realizando o movimento de zigue-zague. A solda C indica a falta de ajuste da altura do eletrodo com a chapa.

Solda A Solda B

Solda C

6 RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DO ROTEIRO DA AULA PRÁTICA

soldagem

6.1 Explique o processo de geração do arco elétrico gerado durante a

A abertura do arco elétrico para soldagem necessita do aquecimento e do bombardeamento com elétrons do gás que circunda o eletrodo. A fonte de energia possui uma diferença de potencial característica que favorece a abertura do arco de solda. Quando o eletrodo toca o metal base, essa tensão cai rapidamente para um valor próximo do zero. A região do eletrodo que tocou o metal base fica incandescente; os elétrons que são emitidos fornecem mais energia térmica, promovendo a ionização térmica tanto do gás quanto do vapor metálico na região entre o metal base e o eletrodo, isto é, já existe ali um 'ambiente ionizado'. Obtida a ionização térmica, o eletrodo pode ser afastado do metal-base sem que o arco elétrico seja extinto.

6.2 Explique o funcionamento do processo de soldagem com eletrodo revestido usando uma fonte de tensão do tipo transformadora.

Os transformadores têm como função principal transformar a elevada tensão e baixa corrente da linha de alimentação em baixa tensão e alta corrente para o circuito de soldagem.

Então, um cabo contendo um porta eletrodo em uma das extremidades é ligado ao transformador. O porta-eletrodo serve para a fixação e energização do eletrodo. É fundamental a correta fixação e boa isolação dos cabos para que os riscos de choque sejam minimizados. As garras devem estar sempre em bom estado de conservação, o que ajudará a evitar os problemas de superaquecimento e má fixação do eletrodo.

Quando o eletrodo entrar em contato com a peça a ser soldada, devido à tensão em vazio, uma corrente de curto circuito será gerada, o que permitirá a abertura do arco elétrico.

O arco funde simultaneamente o eletrodo e a peça. O metal fundido do eletrodo é transferido para a peça, formando uma poça fundida que é protegida da atmosfera através da escória, produto esse formado pela queima de alguns componentes do revestimento.

6.3 Explique os processos de transferência metálica da gota fundida que ocorrem do eletrodo para a peça?

A transferência metálica da gota fundida para a peça ocorre da seguinte maneira:

Primeiramente existe um acúmulo de cargas negativas ao redor da gota de metal de adição que está se formando.

corresponde aproximadamente ao número de cargas negativas

Em seguida, o metal de adição, envolto pela escória fundida, está se deslocando através do plasma. Nesta etapa todo o conjunto (plasma, gota e escória) é considerado neutro, pois o número de cargas positivas presentes

Por fim, volta a ocorrer um acúmulo de cargas elétricas ao redor da poça de fusão. Porém, ao contrário da primeira etapa, estas cargas são positivas.

6.4 Cite pelo menos 05 funções do revestimento do eletrodo. Cite ainda exemplos da sua composição.

Funções elétricas (isolamento): O revestimento é um mau condutor de eletricidade. Assim, isola a alma do eletrodo, evitando que em um eventual contato não haja a abertura de indesejáveis arcos de solda laterais. O revestimento contém silicatos de Na (sódio) e K (potássio) que ionizam a atmosfera do arco. O potássio e o sódio são elementos importantes na soldagem porque a atmosfera é ionizada por eles, facilita a passagem da corrente elétrica, dando origem a um arco estável.

Proteção do metal de solda: A função mais importante do revestimento é proteger o metal de solda do oxigênio e do nitrogênio do ar quando ele está sendo transferido através do arco, e enquanto está no estado líquido. A proteção é necessária para garantir que o metal de solda seja íntegro, livre de bolhas de gás, e tenha a resistência e a ductilidade adequadas. Às altas temperaturas, do arco, o nitrogênio e o oxigênio prontamente se combinam com o ferro e formam nitretos de ferro e óxidos de ferro que, se presentes no metal de solda acima de certos valores mínimos causarão fragilidade e porosidade.

Estabilização do arco: Um arco estabilizado é aquele que abre facilmente, queima suavemente mesmo a baixas correntes e pode ser mantido empregando - se indiferentemente um arco longo ou um curto.

Adições de elementos de liga ao metal de solda: Uma variedade de elementos tais como cromo, níquel, molibdênio, vanádio e cobre podem ser adicionados ao metal de solda incluindo os na composição do revestimento. É freqüentemente necessário adicionar elementos de liga ao revestimento para balancear a perda esperada desses elementos da vareta durante a atividade de soldagem devido à volatilização e às reações químicas. Eletrodos de aço doce requerem pequenas quantidades de carbono, manganês e silício no depósito de solda para resultar em soldas íntegras com o nível desejado de resistência. Uma parte do carbono e do manganês provém da vareta, mas é necessário suplementá-la com ligas ferro-manganês e em alguns casos com adições de ligas ferro-silício no revestimento.

Função da escória como agente fluxante: As funções da escória são: - Fornecer proteção adicional contra os contaminantes atmosféricos;

- Agir como purificadora e absorver impurezas que são levadas à superfície e ficam aprisionadas pela escória;

- Reduzir a velocidade de resfriamento do metal fundido para permitir o escape de gases. A escória também controla o contorno, a uniformidade e a aparência geral do cordão de solda. Isso é particularmente importante nas juntas em ângulo.

Propriedades mecânicas específicas do metal de solda: Propriedades mecânicas específicas podem ser incorporadas ao metal de solda por meio do revestimento. Altos valores de impacto a baixas temperaturas, alta ductilidade, e o aumento nas propriedades de escoamento e resistência mecânica podem ser obtidos pelas adições de elementos de liga ao revestimento.

Isolamento da alma de aço: O revestimento atua como um isolante de tal modo que a alma não causará curto-circuito durante a soldagem de chanfros profundos ou de aberturas estreitas; o revestimento também serve como proteção para o operador quando os eletrodos são trocados.

6.5 Comente sobre a soldagem enquanto processo de fabricação voltado a recuperação (manutenção) de peças.

A soldagem se faz um processo imprescindível à manutenção, pois torna simples e confiável a união de peças, reparação de trincas, preenchimento de cavidades ocasionadas por desgaste ou mesmo por erro de fabricação, bem como modificação de peças e maquinários, alem de ser um processo de baixo custo, tornando o reparo mais em conta.

6.6 Explique o que é tensão em vazio.

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