Eletrodo revestido

Eletrodo revestido

(Parte 4 de 5)

Os gráficos mostrados na Figura 8a, na Figura 8b e na Figura 8c dão uma idéia da efetividade de um revestimento resistente à umidade. O método escolhido para a realização desses testes está descrito na especificação AWS A5.5. Ele foi escolhido porque satisfaz às especificações AWS e é sensível apenas à água, tornando-o um dos mais precisos e confiáveis métodos de determinação de umidade atualmente em uso.

Figura 8a - Efetividade do revestimento resistente à umidade

Figura 8b - Efetividade do revestimento resistente à umidade Figura 8c - Efetividade do revestimento resistente à umidade

O código estrutural AWS e as especificações militares permitem, respectivamente, um máximo de 0,40% e 0,20% de teor de umidade para os eletrodos de baixo hidrogênio E70XX. Conforme já foi exibido na Figura 8, esses eletrodos satisfazem a esses requisitos de baixa umidade até além dos tempos de exposição que são normalmente praticados em campo.

A especificação AWS A5.5

Com muito poucas exceções, os eletrodos de baixa liga são feitos adicionando-se ao revestimento os elementos de liga apropriados, e não empregando uma alma de aço ligado que seja compatível com o metal de base de baixa liga. Eletrodos revestidos para aços de baixa liga são classificados em conformidade com a especificação AWS A5.5 da American Welding Society. Esta especificação contém os requisitos de propriedades mecânicas e as condições de alívio de tensões, os requisitos de composição química, e também os requisitos de integridade do metal de solda. Os eletrodos são classificados sob essa especificação em conformidade com as propriedades mecânicas e a composição química do metal de solda, com o tipo de revestimento, e com a posição de soldagem. A classificação do eletrodo é determinada pelo fabricante de acordo com os resultados de seus próprios testes. O fabricante, portanto, garante que seu eletrodo atende aos requisitos da especificação AWS.

As designações alfanuméricas empregadas para as classificações de eletrodos revestidos de baixa liga possuem o mesmo significado dos eletrodos para aços carbono, exceto que o(s) componente(s) principal(is) da liga é(são) indicado(s) por um sufixo alfanumérico.

Por exemplo, a classificação E7018-A1 indica: um eletrodo (letra E); um limite de resistência mínimo de 70 ksi (70); observe que 70 ksi = 485 MPa; soldabilidade em todas as posições (1); baixo hidrogênio com adição de pó de ferro (8); e contém normalmente 0,5% de molibdênio (A1).

A lista completa de composições nominais de ligas para essa especificação está na Tabela VIII.

G Necessita de um teor mínimo de qualquer um dos seguintes elemen-

Tabela VIII - Designações nominais de liga para a especificação AWS A5.5

Efeito dos elementos de liga

Molibdênio (Mo) - quando o metal de solda de aço doce sofre alívio de tensões, a tensão limite de escoamento é reduzida em aproximadamente 20 MPa ou mais e da mesma forma para a tensão limite de resistência. Quando 0,5% Mo é adicionado à solda, ambos o limite de escoamento e o limite de resistência permanecem constantes da condição como soldado até a condição com tratamento térmico de alívio de tensões. A presença do molibdênio também aumenta a resistência mecânica do metal de solda. Cromo (Cr) - quando o cromo é adicionado ao metal de solda, aumentam a resistência à corrosão e à formação de carepa a temperaturas altas. A combinação do cromo e do molibdênio dá ao metal de solda a característica de manter os altos níveis de resistência a temperaturas relativamente altas. Níquel (Ni) - o metal de solda de aço doce usualmente torna-se frágil a temperaturas abaixo de -30°C. A adição de 1-3% de ní- quel ao metal de solda dá a este a capacidade de manter a tenacidade a temperaturas consideravelmente mais baixas. A presença do níquel também torna o metal de solda mais resistente à fissuração à temperatura ambiente. Manganês (Mn) - a presença de 1,5-2,0% de manganês no metal de solda aumenta a resistência à tração e, quando é adicionado também 0,3% de molibdênio, o metal de solda de alta resistência torna-se também resistente a trincas.

Deve ser observado que a especificação AWS A5.5 cobre não somente os eletrodos de baixa liga e baixo hidrogênio, como também todas as versões de eletrodos do tipo celulósicos, com adições de titanato e de pó de ferro. O significado das designações da AWS está na Figura 9. Uma lista completa de todos os eletrodos cobertos por essa especificação é mostrada na Tabela IX.

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

Composição química do depósito de soldagem

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

Composição química do depósito de soldagem

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

Composição química do depósito de soldagem

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

Composição química do depósito de soldagem

Figura 9 - Classificação dos eletrodos revestidos para aços de baixa liga

Tabela IX - Classificação dos eletrodos para aços de baixa liga

Propriedades mecânicas (AWS A5.5)

Tendo em vista que muitos aços de baixa liga necessitam de algum tipo de tratamento térmico para aliviar as tensões internas originadas pelo processo de soldagem, a especificação AWS requer a realização de alguns testes no metal de solda depositado da maioria dos eletrodos de baixa liga após o corpo de prova ter sofrido alívio de tensões. Essa especificação permite apenas aos eletrodos dos tipos E8016-C3, E8018-C3, E9018-M, E11018-M e E12018-M serem testados na condição como soldados durante o processo de classificação.

Propriedades de impacto

Levando em consideração que muitos dos aços de baixa liga são desenvolvidos para serviço a baixa temperatura, as propriedades de impacto do metal de solda selecionado para unir esses aços são muito importantes. Exceto para os tipos já mencionados no item anterior, todos os ensaios de impacto são realizados em corpos de prova que tenham sofrido alívio de tensões. A Tabela X estabelece os requisitos mínimos de valores de energia para os corpos de prova do tipo Charpy-V em conformidade com a especificação AWS A5.5.

Tabela X - Requisitos de impacto da especificação AWS A5.5

Seleção do eletrodo apropriado

Como já foi afirmado anteriormente, eletrodos de baixa liga são freqüentemente selecionados levando mais em consideração as propriedades físicas do aço a ser soldado do que sua composição química. Essas propriedades físicas — resistência, tenacidade, resistência à fluência e à corrosão — refletem o tipo de serviço para o qual o aço é designado. O sufixo alfanumérico da classificação do eletrodo fornece uma indicação do serviço. Sempre que possível, o eletrodo deveria ser escolhido com base nos níveis apropriados de resistência e no serviço pretendido para a junta soldada.

Condições de serviço

A grande "família" dos aços que são comercializados na condição laminado e com controle de resfriamento possuem um limite de escoamento mínimo de 345 MPa e um limite de resistência mínimo de 485 MPa. Os eletrodos que depositam um metal de solda de baixo hidrogênio com esses níveis de resistência são empregados para soldar esses aços.

Alguns dos aços de alta resistência são designados para uso a temperaturas subzero. Eletrodos à base de níquel (tipos C1, C2, C3) estão disponíveis para tais aplicações de baixa temperatura.

Aços de baixa liga ao cromo-molibdênio são empregados em condições de serviço de temperaturas moderadamente altas. Tubulações, caldeiras, etc. que são utilizadas extensivamente em usinas de geração de energia são fabricadas desses aços. Eletrodos de baixo hidrogênio ao cromo-molibdênio (tipos B1, B2, B3, etc.) são produzidos para soldar esses aços.

Muitas estruturas de pontes e outras expostas às intempéries são fabricadas de aços resistentes à corrosão atmosférica. Esses aços de baixa liga, quando expostos às condições atmosféricas, desenvolvem uma camada fina e aderente de óxido (a pátina, daí denominarem-se aços patináveis) que evita a continuação do processo de oxidação e elimina a necessidade de pintura. Para a soldagem desses aços estão disponíveis eletrodos revestidos de baixa liga com adições de cromo, níquel e cobre.

Aços de baixa liga temperados e revenidos normalmente apresentam alta resistência mecânica e boa tenacidade. Esses tipos de aço são empregados onde é importante a redução de peso da estrutura. Esses aços são freqüentemente utilizados em aplicações militares como, por exemplo, na fabricação de cascos resistentes de submarinos nucleares e de navios de guerra. A série M de eletrodos de baixo hidrogênio e alta resistência é fabricada para a soldagem desses aços.

Oleodutos e gasodutos de aços de alta resistência são atualmente fabricados com mais freqüência que antigamente. Eletrodos celulósicos de baixa liga de classificação E7010, E8010 e E9010 são usados na soldagem no campo.

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