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DESCRIÇÃO GERAL DA SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO2
SELEÇÃO DO ARAME E DO FLUXO1
PROJETO E PREPARAÇÃO DA JUNTA31
SOLDAGEM68
PROCEDIMENTOS E DICAS OPERACIONAIS104

Elaborado, traduzido (parte) e adaptado por Cleber Fortes – Engenheiro Metalúrgico, M.Sc. Assistência Técnica Consumíveis – ESAB BR

Revisado por Welerson Araújo – Engenheiro Metalurgista, M.Sc. Desenvolvimento e Pesquisa – ESAB BR

Última revisão em 24 de maio de 2004

Introdução

Essa apostila de soldagem por arco submerso foi preparada para profissionais atuantes na área de soldagem, tanto na área técnica quanto na comercial. Ele não fornece instruções específicas de operação de equipamentos, mas apenas uma explicação sucinta da teoria básica. Seu principal objetivo é apresentar procedimentos, tabelas e outras informações operacionais úteis no planejamento e na execução de aplicações básicas de soldagem de união ou de revestimento por arco submerso.

Para outras informações que não estejam contempladas nessa apostila, consulte a assistência técnica, seu representante ESAB ou a filial ESAB mais próxima.

Manuais de instruções operacionais para os equipamentos ESAB estão disponíveis mediante solicitação nas filiais ESAB. Todos eles contêm informações de segurança que devem ser lidas e observadas por todos os operadores de equipamentos.

Capítulo 1 Descrição geral da soldagem por arco submerso

Definição

Soldagem por arco submerso é um método no qual o calor requerido para fundir o metal é gerado por um arco formado pela corrente elétrica passando entre o arame de soldagem e a peça de trabalho. A ponta do arame de soldagem, o arco elétrico e a peça de trabalho são cobertos por uma camada de um material mineral granulado conhecido por fluxo para soldagem por arco submerso. Não há arco visível nem faíscas, respingos ou fumos.

Escopo geral

Corrente de soldagem — correntes até 2.0 A, CA ou C, com um único arame.

Espessuras — soldagem monopasse até 16 m de espessura e soldagem multipasse sem limite de espessura.

Velocidade de soldagem — até 400 cm/min com um único arame. Maiores velocidades podem ser alcançadas com vários arames na mesma poça de fusão.

Posição — a alta corrente de soldagem aliada ao alto aporte térmico cria uma grande poça de fusão. Sob tais condições, as soldas devem ser mantidas na horizontal para evitar escorrer. Soldas com pequenas poças de fusão podem ser inclinadas por até 15° da horizontal sem grande dificuldade. Se o tamanho dos passes for limitado, soldas horizontais podem ser executadas em superfícies verticais, desde que seja providenciado um suporte adequado para o fluxo.

Vantagens do processo elevada velocidade de soldagem; maiores taxas de deposição; boa integridade do metal de solda; processo de fácil uso; melhor ambiente de trabalho e maior segurança para o operador.

Limitações do processo

O processo de soldagem por arco submerso é limitado às posições de soldagem plana e horizontal em ângulo.

Elementos da soldagem por arco submerso

Cinco elementos estão presentes na execução de uma solda por arco submerso:

calor gerado pela passagem de uma corrente elétrica através de um arco; arame para soldagem — consumível; as peças a serem soldadas; fluxo para arco submerso - um composto mineral granulado para soldagem; o movimento relativo entre o cabeçote de soldagem e as peças de trabalho.

Seqüência geral de atividades

Reduzindo a soldagem por arco submerso aos seus termos mais simples, considerando o equipamento já montado e em uso, a seqüência geral de atividades para fazer uma solda por arco submerso é a seguinte:

Ajuste do equipamento de soldagem

Para os detalhes descritos a seguir, veja a Figura 1.

O cabeçote de soldagem deve ser montado em conformidade com as instruções fornecidas.

O cabeçote, o painel de controle e o carretel são montados em um dispositivo móvel.

O caminho a ser percorrido pelo equipamento deve estar livre e disponível.

A fonte de soldagem é conectada à rede elétrica. São conectadas, através de cabos elétricos, a fonte de soldagem ao cabeçote e à peça de trabalho.

Figura 1 - Equipamento de soldagem Preparação das peças de trabalho

Para os detalhes descritos a seguir, veja a Figura 2.

Determina-se o tipo de junta mais adequado para a solda a ser executada. Preparam-se e limpam-se as regiões a serem soldadas.

Se aplicável, coloca-se o cobre-juntas.

As peças a serem soldadas são colocadas em posição para soldagem. Normalmente elas são ponteadas ou presas por dispositivos auxiliares para mantê-las na posição desejada.

Figura 2 - Preparação das peças de trabalho Preparação para a soldagem

Para os detalhes descritos a seguir, veja a Figura 3.

Cada elemento da soldagem por arco submerso tem um efeito sobre a solda concluída. Os valores para a tensão e corrente de soldagem, a composição e o diâmetro do arame de soldagem para o tipo de junta escolhida e o material a ser soldado são determinados das tabelas aplicáveis. É responsabilidade do operador ajustar e verificar as condições adequadas de soldagem e ajustar o equipamento para manter as condições pré-ajustadas e produzir a solda.

A bobina de arame de soldagem é instalada no carretel. A extremidade da bobina é inserida nas roldanas do dispositivo de alimentação de arame e alimentada até alcançar as peças de trabalho. O cabeçote de soldagem é então posicionado de forma que o arame fique pronto para iniciar a solda.

O fluxo requerido é colocado no silo do cabeçote de soldagem. Uma quantidade do fluxo é depositada até cobrir a região de soldagem no ponto inicial da solda.

Os controles são ajustados para estabelecer as condições adequadas de soldagem: corrente, tensão e velocidade de soldagem.

Figura 3 - Preparação para a soldagem A atividade de soldagem

Quando o equipamento de soldagem é ajustado para operação, vários fatos ocorrem em uma rápida seqüência:

um arco elétrico é estabelecido quando a corrente flui entre o arame e a peça; o dispositivo de alimentação do arame começa a empurrar o arame a uma velocidade de alimentação controlada; o carro inicia seu deslocamento ao longo do cordão de solda (manual ou automaticamente); o fluxo para soldagem por arco submerso é alimentado através do tubo do silo e distribui-se continuamente sobre o cordão de solda por uma pequena distância à frente da região de soldagem.

O enorme calor desenvolvido pela passagem da corrente de soldagem através da zona de soldagem funde a extremidade do arame e as bordas adjacentes das peças de trabalho, criando uma poça de metal fundido. Esta poça está em um estado líquido bem fluido e é turbulenta. Por essas razões, qualquer escória ou quaisquer bolhas de gás são prontamente varridas para a superfície. O fluxo para soldagem por arco submerso protege completamente a região de soldagem do contato com a atmosfera. Uma pequena quantidade de fluxo se funde. Essa porção fundida tem várias funções: ela cobre completamente a superfície da solda, evitando a contaminação do metal de solda por gases atmosféricos; dissolve e portanto elimina as impurezas que se separam do metal fundido e flutuam em sua superfície; e também pode ser o agente de adição de certos elementos de liga. A combinação de todos esses fatores resulta em uma solda íntegra, limpa e homogênea.

Figura 4 - O processo de soldagem por arco submerso

À medida que o cordão de solda é constituído, a parte fundida do fluxo se resfria e endurece, formando um material duro e vítreo, que protege a solda até seu resfriamento, sendo normal seu completo destacamento da solda.

Desde que adequadamente executadas, as soldas por arco submerso não apresentam fagulhas, tornando desnecessários equipamentos de proteção contra a radiação. Não há respingos a serem removidos.

Princípios básicos - teoria de controle de alimentação do arame de soldagem

As altas velocidades de soldagem e altas taxas de deposição que são características do processo de soldagem por arco submerso requerem um controle automático do motor que alimenta o arame de soldagem à solda. Nenhuma mão de soldador seria capaz de alimentar suavemente o arame de soldagem a velocidades comparáveis às de uma máquina de soldagem por arco submerso. Tampouco ele poderia manter o controle preciso das mesmas condições de soldagem.

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