Relatório Eletrodo Revestido

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

Relatório da prática do processo de Soldagem por Eletrodo Revestido

Relatório apresentado pelo aluno Daniel Mazzette Souza como requisito parcial de avaliação da disciplina TM354-Soldagem, do Departamento de Engenharia Mecânica da UFPR.

Prof. Hélio Padilha

Novembro

2015

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1. INTRODUÇÃO

1. FUNDAMENTOS

   A soldagem a arco com eletrodos revestidos (Shielded Metal Arc Welding-SMAW) é um processo que produz a coalescência entre metais pelo aquecimento destes com um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo metálico revestido e a peça que está sendo soldada. O processo é mostrado esquematicamente na Figura 1.

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Figura 1 - Desenho esquemático de uma soldagem com eletrodo revestido

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   O eletrodo revestido consiste de uma vareta metálica, chamada "alma", trefilada ou fundida, que conduz corrente elétrica e fornece metal de adição para enchimento da junta. A alma é coberta por uma mistura de diferentes materiais, numa camada que forma o “revestimento" do eletrodo. Este revestimento tem diversas funções na soldagem, principalmente:

• estabilizar o arco elétrico;
• ajustar a composição química do cordão, pela adição de elementos de liga e eliminação de impurezas;
• proteger a poça de fusão e o metal de solda contra contaminação pela atmosfera, através da geração de gases e de uma camada de escória; e
• conferir características operacionais, mecânicas e metalúrgicas ao eletrodo e à solda.

   A possibilidade de inúmeras formulações para o revestimento explica a principal característica deste processo, que é a sua grande versatilidade em termos de ligas soldáveis, características operacionais e características mecânicas e metalúrgicas do metal depositado. O custo relativamente baixo e a simplicidade do equipamento necessário comparados com outros processos, e a possibilidade de uso em locais de difícil acesso ou abertos, sujeitos à ação de ventos, são outras características importantes.

   Quando comparada com outros processos, particularmente com a soldagem com eletrodo consumível e proteção gasosa e com soldagem a arco submerso, a soldagem com eletrodos revestidos apresenta como principal limitação uma baixa produtividade, tanto em termos de taxa de deposição (entre 1,0 e 2,55 kg/h para eletrodos de aço carbono, por exemplo), como em termos do fator de ocupação do soldador (porcentagem total do tempo de soldagem com o arco de soldagem em operação), em geral inferior a 40%. Outras limitações são a necessidade de um treinamento especifico para o soldador, que é demorado e oneroso, particularmente para certas aplicações, necessidade de cuidados especiais com os eletrodos, principalmente com os do tipo básico, e o grande volume de gases e fumos gerados no processo, que podem ser prejudiciais à saúde, particularmente em ambientes fechados.

   A soldagem com eletrodos revestidos foi o principal processo de soldagem usado industrialmente até os anos 60. A partir daí sua importância relativa vem decrescendo, particularmente nos países mais desenvolvidos. No Brasil isto também ocorre, embora de forma mais lenta.

   A soldagem com eletrodos revestidos é usada na fabricação e montagem de diferentes equipamentos e estruturas, tanto em oficina como no campo, sendo particularmente interessante neste último caso. O processo é usado basicamente como uma operação manual, sendo muitas vezes chamado simplesmente de soldagem manual. Somente uma variação "mecanizada" do processo, a soldagem por gravidade, tem sido utilizada na indústria de forma mais intensa, principalmente em estaleiros.

   A soldagem manual pode ser usada em grande número de materiais, como aços carbono, aço de baixa, média e alta liga, aços inoxidáveis, ferros fundidos, alumínio, cobre, níquel e ligas destes, por exemplo.

   Metais de baixo ponto de fusão como o chumbo, estanho e zinco, em geral, não são soldáveis a arco e metais refratários ou muito reativos, como o titânio, zircônio, molibdénio e nióbio não são soldáveis com eletrodos revestidos. Diferentes combinações de metais dissimilares podem ser soldadas por esse processo. Para espessuras inferiores a 2 mm, o material é facilmente perfurado pelo calor do arco, em caso de manipulação indevida e para espessuras muito grandes, a baixa produtividade do processo é o principal fator limitante. Assim, a soldagem com eletrodos revestidos é usada mais frequentemente para espessuras entre 3 e 40 mm, em aços.

1. EQUIPAMENTOS

   Os equipamentos de um posto de soldagem manual com eletrodos revestidos compreendem, em geral, fonte de energia, cabos, porta-eletrodos, ferramentas (picadeira, escova de aço etc.) e materiais de segurança (máscara, óculos, avental etc.), como mostrado na Figura 2.

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Figura 2 - Equipamento para soldagem com eletrodos revestidos

a) Fonte de Energia

O suprimento de energia pode ser tanto corrente alternada como corrente contínua com eletrodo negativo (polaridade direta), ou corrente contínua com eletrodo positivo (polaridade inversa), dependendo das exigências de serviço.

- Corrente contínua - Polaridade direta (CC -): a peça é ligada ao pólo positivo e o eletrodo ao negativo. O bombardeio de elétrons dá-se na peça, a qual será a parte mais quente.

- Corrente contínua - Polaridade inversa (CC +): eletrodo positivo e a peça negativa. O bombardeio de elétrons dá-se na alma do eletrodo, o qual será a parte mais quente.

b) Cabos de Soldagem

São usados para conectar o alicate de eletrodo e o grampo à fonte de energia. Eles devem ser flexíveis para permitir fácil manipulação, especialmente do alicate de eletrodo. Eles fazem parte do circuito de soldagem e consistem de vários fios de cobre enrolados juntos e protegidos por um revestimento isolante e flexível (normalmente borracha sintética). Os cabos devem ser mantidos desenrolados, quando em operação, para evitar a queda de tensão e aumento de resistência por efeito Joule (é o aquecimento de um condutor que é percorrido por uma corrente elétrica).