Eletrodo revestido

Eletrodo revestido

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A especificação AWS A5.1

Essa especificação da American Welding Society (AWS) foi desenvolvida ao longo dos anos por um comitê composto de membros que representam os fabricantes de consumíveis, como a ESAB, usuários da indústria de soldagem e membros independentes de universidades e laboratórios. Essa equipe equilibrada é necessária para evitar tendências nas especificações.

Os eletrodos para aços carbono são classificados pelos fabricantes de consumíveis, em conformidade com a especificação acima, com base nas propriedades mecânicas (também conhecidas como propriedades físicas) do metal de solda, no tipo de revestimento, na posição de soldagem, e no tipo de corrente (CA ou C). O sistema de classificação é elaborado para fornecer certas informações sobre o eletrodo e o metal de solda depositado. O significado das designações da AWS é mostrado na Figura 4 e na Tabela I.

Eletrodo

Indicam resistência à tração X 1000 psi

Refere-se à posição de soldagem (1 = todas as posições, 2= horizontal e plana, 3= plana, 4 = plana, sobrecabeça, horizontal, vertical descendente)

Indica o grau de utilização do eletrodo. Por ex. o tipo de corrente e o tipo de revestimento

Eletrodo

Indicam resistência à tração X 1000 psi

Refere-se à posição de soldagem (1 = todas as posições, 2= horizontal e plana, 3= plana, 4 = plana, sobrecabeça, horizontal, vertical descendente)

Indica o grau de utilização do eletrodo. Por ex. o tipo de corrente e o tipo de revestimento

Eletrodo

Indicam resistência à tração X 1000 psi

Refere-se à posição de soldagem (1 = todas as posições, 2= horizontal e plana, 3= plana, 4 = plana, sobrecabeça, horizontal, vertical descendente)

Indica o grau de utilização do eletrodo. Por ex. o tipo de corrente e o tipo de revestimento

Eletrodo

Indicam resistência à tração X 1000 psi

Refere-se à posição de soldagem (1 = todas as posições, 2= horizontal e plana, 3= plana, 4 = plana, sobrecabeça, horizontal, vertical descendente)

Indica o grau de utilização do eletrodo. Por ex. o tipo de corrente e o tipo de revestimento

Figura 4 - Classificação de eletrodos revestidos para aços carbono

Classe Corrente Arco Pene- tração

Revestimento/escória Pó de ferro

EXX10 C+ agressivo profunda celulósico - sódio 0-10% EXX11 CA/C+ agressivo profunda celulósico - potássio 0 EXX12 CA/C- médio média rutílico - sódio 0-10% EXX13 CA/C-/C+ suave leve rutílico - potássio 0-10% EXX14 CA/C-/C+ suave leve rutílico - pó de ferro 25-40% EXX15 C+ médio média baixo hidrogênio - sódio 0 EXX16 CA/C+ médio média baixo hidrogênio - potássio 0 EXX18 CA/C+ médio média baixo hidrogênio - pó de ferro 25-40% EXX20 CA/C- médio média óxido de ferro - sódio 0 EXX22 CA/C-/C+ médio média óxido de ferro - sódio 0 EXX24 CA/C-/C+ suave leve rutílico - pó de ferro 50% EXX27 CA/C-/C+ médio média óxido de ferro - pó de ferro 50% EXX28 CA/C+ médio média baixo hidrogênio - pó de ferro 50% EXX48 CA/C+ médio média baixo hidrogênio - pó de ferro 25-40% O percentual de pó de ferro é baseado na massa do revestimento

Tabela I - Classificação dos eletrodos para aços carbono

Essas classificações — em conformidade com a especificação

AWS A5.1 — são determinadas pelo fabricante de eletrodos de acordo com os resultados dos testes. A American Welding Society não aprova nem reprova eletrodos.

A American Society of Mechanical Engineers (ASME) utiliza na íntegra as especificações de eletrodos da AWS adicionando as letras SF antes do número da especificação. Então, a especificação AWS A5.1 transforma-se na especificação ASME SFA5.1. Tanto a classificação quanto os requisitos são os mesmos.

Composição química do metal de solda (AWS A5.1)

A Tabela I mostra os requisitos químicos para eletrodos revestidos aplicáveis aos aços carbono.

Classe Mn Si Ni Cr Mo V

Mn+Ni+ Cr+Mo+ V

Tabela I - Requisitos químicos para eletrodos revestidos para aços carbono

Propriedades mecânicas (AWS A5.1)

Os ensaios mecânicos (ou físicos) de metal depositado são realizados em todos os corpos de prova na condição como soldado. Isso significa que a solda ou o metal de solda não fica sujeito a qualquer tipo de tratamento térmico. Corpos de prova de tração para todas as classificações de eletrodos exceto os de baixo hidrogênio (E7015,

105°C por 48 horas antes do ensaio de tração. Isso não é considerado um tratamento térmico, pois simplesmente acelera a difusão do hidrogênio do metal de solda nos eletrodos do tipo celulósico ou rutílico.

A Tabela IV mostra as propriedades mecânicas para os eletrodos revestidos aplicáveis aos aços carbono.

Classe LE (MPa) LR (MPa) Al (%)

Ch V média (J)

Ch V indiv. (J)

Tabela IV - Propriedades mecânicas dos eletrodos revestidos para aços carbono

Características individuais dos eletrodos revestidos eletrodos E6010 foram originalmente desenvolvidos para proporcionar uma atividade de soldagem e um metal de solda melhor. O revestimento é, predominantemente, uma pasta de celulose modificada com silicatos minerais, desoxidantes e silicato de sódio. A quantidade de revestimento desses eletrodos é pequena, cerca de 10-12% em peso. Como a massa de celulose se queima durante a soldagem, a escória é mínima e é normalmente de fácil remoção. O arco tem uma penetração profunda e, com manipulação adequada do arco, cordões de solda de boa qualidade podem ser depositados em todas as posições. A maioria dos navios construídos nos Estados Unidos durante a I Guerra Mundial foi soldada com esses eletrodos. Formulações especiais deles são empregadas na soldagem de dutos na progressão descendente. Soldas razoavelmente íntegras podem ser executadas em juntas de topo com abertura de raiz utilizando esses eletrodos. eletrodos E6011 são similares aos E6010 exceto que compostos de potássio em quantidade suficiente são adicionados ao revestimento para estabilizar o arco e permitir que o eletrodo seja utilizado com corrente alternada. A penetração é ligeiramente menor que a do eletrodo E6010. eletrodos E6012 possuem vários nomes comuns. Na Europa são chamados de eletrodos rutílicos. O revestimento contém grandes quantidades do mineral rutilo (dióxido de titânio, TiO2). O arco possui baixa penetração, e com manipulação adequada po- dem ser fechadas grandes aberturas de raiz. Embora a especificação permita a soldagem com CA ou C, o arco é mais suave e a quantidade de respingos é menor quando é empregada corrente contínua. eletrodos E6013 também contêm um grande percentual de dió- xido de titânio (rutilo - TiO2) em seu revestimento. Eles são proje- tados para ter um arco de baixa penetração, permitindo que metais de pequena espessura sejam soldados sem furar a peça. O revestimento contém compostos de potássio suficientes para estabilizar o arco na soldagem com corrente alternada (CA). eletrodos E7014 são parecidos com os eletrodos E6013, exceto que foi adicionado o pó de ferro e é aplicado à alma do eletrodo um revestimento mais espesso. Isso resulta em taxas de deposição mais altas com o eletrodo E7024 que com o E6013. eletrodos E7015 foram os primeiros eletrodos de baixo hidrogênio. Eles foram desenvolvidos na década de 1940 para soldar aços temperáveis. Todos os eletrodos previamente analisados têm quantidades consideráveis de hidrogênio em seus revestimentos na forma de água ou de hidrogênio quimicamente combinado em compostos químicos. Quando um aço temperável é soldado com qualquer eletrodo que contenha quantidades consideráveis de hidrogênio ocorre normalmente fissuração a frio. Essas trincas aparecem no metal de base bem abaixo do cordão de solda e paralelas a ele. O calcário e outros ingredientes que são baixos em umidade são empregados no revestimento, eliminando esse hidrogênio que induz à fissuração (trincas ou fissuração induzida pelo hidrogênio — hydrogen induced cracking — HIC). O revestimento é do tipo baixo hidrogênio à base de sódio, o que limita o uso desses eletrodos somente a C+. Os eletrodos E7015 não estão mais disponíveis no mercado de uma maneira geral, tendo sido substituídos pelos tipos E7016 e E7018. eletrodos E7016 são bem similares ao tipo E7015, exceto que o uso do potássio no revestimento permite que esses eletrodos possam ser empregados tanto com CA como com C+. eletrodos E7018 são a versão mais moderna do eletrodo de bai- xo hidrogênio. A adição de quantidades consideráveis de pó de ferro ao revestimento resulta num arco mais suave e com menos respingos. Esse moderno balanço de ingredientes do revestimento resulta numa grande melhoria na estabilidade do arco, na dire- ção do arco e na facilidade de manuseio em todas as posições. eletrodos E6020 possuem um revestimento que consiste principalmente em óxido de ferro, compostos de manganês e sílica. Eles produzem um arco do tipo spray e uma escória pesada que proporciona proteção extra ao metal de solda fundido, que é muito fluido, limitando seu uso às juntas em ângulo nas posições plana ou horizontal. eletrodos E6022 servem para a soldagem de chapas finas sob altas correntes e altas velocidades de soldagem. Não estão mais disponíveis de uma maneira geral. eletrodos E7024 possuem um revestimento similar aos tipos

E6012 e E6013, porém apresentam um revestimento muito pesado que contém 50% de pó de ferro em peso. Sob correntes relativamente altas apresenta altas taxas de deposição. As soldas são limitadas às posições plana e horizontal em ângulo. A penetração é relativamente baixa. Podem ser empregadas as correntes de soldagem CA, C+ e C-. eletrodos E6027 são também do tipo de alto teor de pó de ferro, consistindo o revestimento de 50% de pó de ferro em peso. As correntes de soldagem podem ser CA, C+ ou C-. A penetração é média e os cordões de solda são levemente côncavos com boa fusão nas paredes laterais do chanfro. Como em todos os eletrodos de alto teor de pó de ferro, a taxa de deposição desses eletrodos é alta. eletrodos E7028 são bem semelhantes os do tipo E7018, exceto que o revestimento é mais pesado e contém 50% em peso de pó de ferro. Diferentemente dos eletrodos E7018, são adequados apenas às posições plana e horizontal em ângulo. A taxa de deposição é muito alta. eletrodos E7048 são bem similares aos do tipo E7018, exceto que são desenvolvidos para condições de soldagem excepcionalmente boas na progressão vertical descendente.

Seleção do eletrodo adequado para aços carbono

Muitos fatores devem ser considerados quando se seleciona o eletrodo adequado para uma determinada aplicação. Alguns itens a serem considerados são: tipo do metal de base - a soldagem de aços carbono ou aços de baixo carbono (teor de carbono inferior a 0,30%) com eletrodos revestidos de alma de aço doce não apresenta problemas na medida em que a resistência à tração do metal de solda normalmente excede a resistência à tração do metal de base. No entanto, a composição química do metal de base também é importante. Soldas realizadas em aços de usinagem fácil que tenham um teor relativamente alto de enxofre serão porosas a menos que sejam feitas com um eletrodo de baixo hidrogênio como o E7018. Algumas vezes são encontrados aços fora de faixa ou aços carbono de composição química duvidosa. Nesses casos a melhor escolha seria um eletrodo revestido de baixo hidrogênio. posição de soldagem - a posição de soldagem determinará se será empregado um eletrodo para soldagem em todas as posições ou outro para posições plana e horizontal. Correntes de soldagem mais altas e, portanto, maiores taxas de deposição são possíveis durante a soldagem nas posições plana ou horizontal. Sempre que possível, a peça deve ser posicionada levando-se em consideração a facilidade de soldagem a maior velocidade de soldagem. equipamento disponível - a escolha do eletrodo dependerá dos equipamentos CA ou C disponíveis. Se ambos os equipamentos estiverem disponíveis, considere os seguintes fatos gerais: 1. para uma penetração mais profunda empregue C+ 2. para uma penetração menos profunda e maior taxa de depo- sição empregue C- 3. para ficar livre de sopro magnético aplique CA espessura da chapa - durante a soldagem de chapas finas devem ser empregados eletrodos de baixa penetração. Chapas mais espessas podem necessitar de um eletrodo com penetração profunda. Muitas chapas grossas podem necessitar de eletrodos de penetração profunda para o passe de raiz, e de um eletrodo de mais alta taxa de deposição para os passes subseqüentes. montagem - alguns eletrodos são mais adequados que outros no fechamento de aberturas das peças a serem soldadas. Alguns fabricantes de eletrodos produzem consumíveis especialmente formulados para montagens deficientes. custos da soldagem - os principais fatores que afetam os custos da soldagem são a mão de obra e indiretos, a taxa de deposição, a eficiência de deposição e o custo dos eletrodos.

Usos típicos dos eletrodos pela sua classificação

Os eletrodos de classificação E6010 e E6011 deveriam ser preferencialmente usados na soldagem de juntas de aço doce na posição vertical com abertura de raiz. Se houver apenas fontes CA (transformadores) disponíveis a escolha deve recair no eletrodo tipo E6011. Muitas vezes é encontrado sopro magnético quando se solda com C. O emprego de eletrodos E6011 com CA elimina o sopro magnético.

Os eletrodos de classificação E6012 ainda são muito utilizados nos dias atuais em reparos e na soldagem de estruturas menos críticas. Aços carbono apresentando alguma oxidação podem ser soldados com esse tipo de eletrodo. Pode também ser empregado no fechamento de grandes aberturas. O uso desse eletrodo, contudo, diminuiu consideravelmente nos últimos anos. Antes da chegada dos eletrodos de baixo hidrogênio e de outros processos de soldagem o eletrodo E6012 constituía 60% da produção total de eletrodos.

Os eletrodos de classificação E6013 foram originalmente desenvolvidos para apresentar baixa penetração e cordões de solda planos. Essas características permitiram a soldagem de chapas finas com esses eletrodos. Hoje em dia muitos eletrodos E6013 são empregados no lugar de eletrodos E6012 graças ao arco mais suave, menos respingos e superfície mais uniforme do cordão.

Os eletrodos de classificação E7014, como indicado anteriormente, possuem pó de ferro adicionado à formulação do revestimento dos eletrodos E6013. Essa adição permite que o eletrodo seja soldado sob altas correntes de soldagem, resultando em taxa e eficiência de deposição mais alta. As aplicações do eletrodo E7014 são semelhantes às do eletrodo E6013.

Os eletrodos de classificação E7016 são, como já foi indicado anteriormente, básicos de baixo hidrogênio. Essa combinação de características permite que esse eletrodo seja utilizado para soldar alguns aços de maior teor de carbono e também alguns aços de baixa liga. Esse eletrodo tem sido menos consumido por causa de sua taxa de deposição mais baixa e também menor eficiência de deposição em relação ao eletrodo do tipo E7018.

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