SENAI – “Serviço Nacional de Apr endizagem endizagem Industrial”
Centro de Formação Profissional “AFONSO GRECO”
T E C N O L O G I A D E S O L D A G E M
Praça Expedicionário Assunção, 168 – Bairro Centro Nova Lima – MG – CEP: 34.000-000 Telefone: (31) 3541-2666
Presidente da FIEMG Olavo Machado
Gestor do SENAI Petrônio Machado Zica
Diretor Regional do SENAI e Superintendente de Conhecimento e Tecnologia Lúcio Sampaio
Gerente de Educação e Tecnologia Edmar Fernando de Alcântara
Sumário PRESIDENTE DA FIEMG ...................................................................... .................................................................................................................... ..............................................2
APRESENTAÇÃO APRESENTAÇÃO .................................................................. .............................................................................................................................. ............................................................5 INTRODUÇÃO ............................................................ .................................................................................................................................... ........................................................................6 NOÇÕES DE ELETRICIDADE APLICADA À SOLDAGEM............................................................ ................................................................7 SEGURANÇA E EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI) ......................................... .........................................15 1 - POSTO DE TRABALHO DE SOLDA .............................................................. .................................................................................................. ....................................16 2 - PERIGOS ESPECÍFICOS DA OPERAÇÃO DE SOLDAGEM ...................................................................16 3 - EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI)...........................................................................17
ACESSÓRIOS E FERRAMENTAS PARA SOLDAGEM .................................................................21 MÁQUINAS PARA SOLDAGEM .................................................................... ..................................................................................................... .................................26 1 – TRANSFORMADOR ........................................................... ..................................................................................................................... ..........................................................26 2- GERADOR ............................................................. ................................................................................................................................... ......................................................................28 3 – RETIFICADOR .................................................................. ............................................................................................................................ ..........................................................29 29
VARIÁVEIS QUE INFLUENCIAM NA SOLDAGEM ............................................................. ........................................................................ ...........31 1 – AJUSTE DA CORRENTE ................................................................... ............................................................................................................... ............................................31 2 – COMPRIMENTO DO ARCO ............................................................ ........................................................................................................... ...............................................32 3 – VELOCIDADE DE AVANÇO ............................................................ ........................................................................................................... ...............................................32 4 – ÂNGULO DO ELETRODO ............................................................... .............................................................................................................. ...............................................32
FATORES INDISPENSÁVEIS A UMA BOA SOLDAGEM ..............................................................33 1 – PREPARAÇÃO PARA A SOLDAGEM ........................................................... ............................................................................................... .................................... 33 2 – INÍCIO DO CORDÃO DE SOLDA .................................................................... ..................................................................................................... ................................. 33 3 – REINÍCIO DO CORDÃO DE SOLDA (EMENDA DO CORDÃO)...............................................................34 4 – TÉRMINO DO CORDÃO DE SOLDA ............................................................ ................................................................................................ .................................... 35
POSIÇÕES DE SOLDAGEM....................................... SOLDAGEM............................................................................................................ .....................................................................36 .......................................................................................................................... ..........................................................36 A) POSIÇÃO PLANA ................................................................ ..................................................................................... ......................37 B) POSIÇÃO HORIZONTAL (PLANO VERTICAL) ............................................................... ..................................................................................................................... ..........................................................37 C) POSIÇÃO VERTICAL ........................................................... ............................................................................................................. ...............................................38 D) POSIÇÃO SOBRECABEÇA ..............................................................
MOVIMENTOS LATERAIS L ATERAIS DO ELETRODO ................................................................................... ...................................................................................39 ..................................................................................................................... ..........................................................39 A) N A POSIÇÃO PLANA PLANA ........................................................... ................................................................................ .........40 B) N A POSIÇÃO HORIZONTAL HORIZONTAL (PLANO VERTICAL) ....................................................................... C) N A POSIÇÃO VERTICAL DESCENDENTE DESCENDENTE. .........................................................................................40
............................................................................................ ....................................41 D) N A POSIÇÃO VERTICAL ASCENDENTE ASCENDENTE ........................................................ ......................................................................................................... ...............................................42 E) N A POSIÇÃO SOBRECABEÇA SOBRECABEÇA..........................................................
JUNTAS ........................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................. .........43 1 – TIPOS DE JUNTAS ............................................................ ...................................................................................................................... ..........................................................43 2 – PREPARAÇÃO DE UMA JUNTA PARA SOLDAGEM. ...........................................................................45
ELETRODOS PARA SOLDAGEM MANUAL M ANUAL A ARCO ...................................................................49 1 – TIPO DE ELETRODOS ...................................................................... .................................................................................................................. ............................................49 2 – REVESTIMENTO DOS ELETRODOS ........................................................... ............................................................................................... .................................... 50 50 3 – CLASSIFICAÇÃO E ARMAZENAMENTO DOS ELETRODOS .................................................................52 4 – ARMAZENAGEM E CUIDADOS COM OS ELETRODOS REVESTIDOS. ...................................................56
NOÇÕES DE METALURGIA....................................... METALURGIA............................................................................................................ .....................................................................59 TERMINOLOGIA BÁSICA DA SOLDAGEM ELÉTRICA ................................................................63 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................ ................................................................................................ ....................................75
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Apr esentação
“Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento. “
Peter Drucker
O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação. O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país,sabe disso , e ,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência :” formar o p r o f i s s i o n a l c o m r e s p o n s a b i l id id a d e n o p r o c e s s o prod utivo, co m iniciativa na resolução de p rob lemas, com con hecim entos té cn ico s apro fun dad os , flexib ilidad e e criativ idade, empr eended oris m o e co ns ciênc ia da n eces sid ade d e edu cação c on tin uad a .” .”
Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento , na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização atualização se faz necessária. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações – internet- é tão importante quanto zelar pela produção de material didático. Isto porque, nos embates diários,instrutores e alunos , nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos. conhecimentos. O SENAI deseja , por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada ! Ge rên ci a d e Ed u ca ção e T ec n o lo g ia
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Intr odução
O progresso alcançado no campo da soldagem, bem como o desenvolvimento de processos e tecnologias avançadas nos últimos anos, é de tal ordem que todo aquele que não possuir uma mentalidade m entalidade aberta, capaz de assimilar novas idéias, i déias, será ultrapassado e incapacitado para o atual ritmo do progresso industrial. E em todos os setores relacionados com o trabalho industrial, o profissional deve estar consciente de suas atividades como um todo, bem como dos riscos decorrentes da utilização dos equipamentos manuseados. manuseados. É desejável, ainda, que possa adotar medidas capazes de minimizar acidentes, permitindo o desempenho do trabalhado de forma segura e efi caz. Este fascículo se destina ao acompanhamento das aulas, quando haverá oportunidade de complementar o texto, apresentado sob forma de itens, ilustrações, tabelas e exemplos. Através dele são apresentados os perigos envolvidos na soldagem, descrevendo as principais medidas de segurança que devem ser adotadas, no sentido de prevenir acidentes e como tratá-los, caso ocorram.
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Noções d de e eletr icidade a aplicada à à s soldagem
1 – C o rr en te elé tr ic a
Dá-se o nome de corrente elétrica ao movimento ordenado de cargas elétricas de um corpo. Há dois tipos de corrente elétrica : contínua e alternada. a)
Corrente contínua ( = )
É aquela que circula sempre no mesmo sentido. A fonte fornecedora de corrente (gerador de solda ou bateria) mantém constante sua polaridade, ou seja, o borne será sempre negativo e o borne será sempre positivo;
Corrente alternada (-~) É aquela que passa através de um corpo sofrendo inversão de sentido em intervalos regulares de tempo, caminhando primeiro num sentido e depois no outro. Cada borne ora será negativo, ora será positivo.
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As figuras 4 e 5 mostram o sentido da corrente em um transformador. transformador.
1.1 – Intensidade da corrente elétrica A corrente elétrica, seja ela alternada ou contínua, pode ter sua intensidade medida. Para medir a intensidade da corrente, usa-se a unidade de medida chamada ampére , que é representado pela letra A. Portanto é correto dizer que, num determinado instante, a intensidade da corrente circulante pelo eletrodo e de 200 A
1.2 – Tensão elétrica Já foi visto que corrente elétrica é um movimento ordenado de cargas elétricas através de um corpo. Essas cargas, porém, não se movem sem que haja uma força atuando sobre elas, fazendo-as circularem. A essa força atuante, dá-se o nome de tensão elétrica. Portanto, tensão elétrica é a força que movimenta as cargas elétricas através de um corpo e que tem, como unidade de medida, o volt, que é representado ´pela letra V.
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1.3 Resistência elétrica É a dificuldade que um corpo oferece à passagem da corrente elétrica. Sua unidade unidade de medida medida é o ohm, que é representado pela letra grega . Ao atravessar um corpo, a corrente elétrica encontra dificuldade e gera calor. Esse calor pode ser desejável, como é o caso do chuveiro elétrico, ou indesejável , como no caso de um mau contato numa conexão elétrica. Na soldagem elétrica, deve-se evitar o aquecimento indesejável indesejável em : a) mau contato entre o grampo-terra e a massa;
b) mau contato entre o cabo cabo elétrico e o porta-eletrodo;
c) mau contato entre terminais do cabo elétrico e os bornes da máquina;
d) corte parcial dos cabos elétricos __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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e) Grampo-terra danificado
Observação: Ao fazer uma conexão elétrica, deve-se ter o cuidado de executá-la corretamente, para que não ocorra mau contato e conseqüente perda de energia elétrica, gerando aquecimento indesejável. 1.4 - Materiais condutores São corpos que permitem a passagem da corrente elétrica com relativa facilidade. Os mais usados usados são o cobre e o alumínio. alumínio.
1.5 - Materiais isolantes São corpos que, dentro de uma determinada faixa de tensão, não permitem a passagem da corrente elétrica. Os mais usados são a borracha, a mica, a porcelana e a baquelita.
1.6 - Arco elétrico É a passagem da corrente elétrica de um pólo (peça) para outro (eletrodo), desde que seja mantido entre eles um afastamento conveniente. Esse afastamento, chamado de comprimento do arco, deve ter aproximadamente o diâmetro do núcleo do eletrodo.
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O calor intenso produzido pelo arco elétrico funde a ponta do eletrodo e a parte da peça tocada por este, formando a solda.
Além de seu papel de fonte de calor, o arco elétrico ainda conduz as gotas de metal, depositando-as de encontro à peça, o que permite executar soldas na posição sobrecabeça.
1.7 - Obtenção da corrente elétrica Nas soldagens, a corrente elétrica pode ser obtida por meio de : a) máquina de solda geradora ; __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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b) máquina de solda transformadora;
c) máquina de solda retificadora.
Atualmente, existem máquinas de solda que podem trabalhar como transformadora ou retificadora, bastando, simplesmente, mudar seus pólos de ligação.
1.8 - Efeito da tensão na soldagem A tensão t ensão faz com que a corrente elétrica prossiga circulando mesmo depois que o eletrodo é afastado da peça, fazendo com que o arco elétrico se mantenha. O arco produz alta temperatura, fundindo o material do eletrodo e da peça, formando a solda. __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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1.9 - Sentido de circulação da corrente elétrica A corrente circula do pólo negativo negativo ( - ) para o pólo positivo ( + ).
1.10 - Polaridades No processo de soldagem, quando a máquina de solda está operando, a corrente elétrica sai pelo borne A, desloca-se pelo cabo até a peça que está sendo soldada e provoca a fusão do material da peça com o material do eletrodo através do arco elétrico. Em seguida, passa pelo eletrodo e retorna ao borne B através do cabo, entra novamente na máquina e, pelo circuito interno, torna a sair pelo borne A.
1.11 - Sopro magnético Nas soldagens, quando se trabalha com altas amperagens em corrente contínua, ocorre o efeito chamado sopro magnético, que provoca o desvio das gotas de metal fundido para um dos lados da peça que está sendo soldada.
O desvio é feito para o lado onde for maior a força do campo magnético, provocada pela falta de uniformidade da distribuição desse campo. Este problema pode ser resolvido de várias formas. Exemplificando, pode-se neutralizar o sopro magnético: * mudando o ângulo do eletrodo; __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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* deslocando a fixação à terra; * colocando, como terra, um material de maior condutibilidade elétrica (cobre); * gerando um campo magnético maior no sentido oposto ao sopro; * usando o transformador.
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SEGURANÇA
E
EQUIPAMENTO
DE
PROTEÇÃO
INDIVIDUAL ((EPI) Nas operações de soldagem, o soldador deve estar atento às normas de segurança, devendo: a) usar o Equipamento de proteção individual (EPI), para evitar danos físicos ou prejuízos à saúde;
b) usar biombos, para proteger as pessoas que o rodeiam;
c) evitar danos materiais, não soldando em locais onde haja materiais de fácil combustão, como óleo, gasolina, thíner, querosene, etc., e materiais explosivos, como pólvora, dinamite, etc.
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1 - Posto de trabalho de solda É o local onde o soldador trabalha - cabines de solda ou outros locais onde seja necessário executar uma solda ( solda de campo e solda de manutenção). Encontram-se, a seguir, algumas precauções a serem observadas nesses locais: a) Cabine de solda Deve ser pintada em cor escura e fosca,para evitar a reflexão de luz, e ter ventilação suficiente, para que os gases (fumos) liberados pelo eletrodo durante a soldagem não sejam aspirados pelo soldador. Apesar de, normalmente, esses gases não serem tóxicos, podem afetar as vias respiratórias. No entanto, dependendo do tipo do eletrodo, os gases provenientes de sua queima podem ser altamente tóxicos. Em locais fechados é necessário colocar exaustores.
Nota: Não se deve soldar peças pintadas ou encharcadas de óleo ou graxa; b) Solda de campo Nessa situação, além das precauções normais, o soldador precisa estar atento aos danos provocados pela ação da corrente elétrica, evitan do trabalhar em locais úmidos, debaixo de chuva, descalço ou usando calçados em más condições; c) Solda de manutenção Deve-se, neste caso, tomar cuidados especiais, evitando soldagens próximas a materiais inflamáveis ou explosivos.
2 - Perigos específicos da operação de soldagem São considerados perigosos: os raios, a luminosidade, as altas temperaturas e os respingos lançados durante a soldagem.
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Dos raios emitidos, os mais nocivos são o ultravioleta e o infravermelho, que são invisíveis. O raio ultravioleta provoca queimaduras graves, com destruição das células (destruindo prematuramente a pele) e ataque severo ao globo ocular, podendo resultar em conjuntivite catarral, úlcera da córnea, etc . O raio infravermelho é responsável por danos como queimaduras de primeiro e segundo grau, catarata (doença dos olhos, que escurece a visão), freqüente dor de cabeça, vista cansada,etc. Os respingos são pequenas gotas de metal fundido que saltam, no ato da soldagem, em todas as direções.Podem estar entre 100°C e 1700°C e seu diâmetro pode chegar a 6mm. São responsáveis por queimaduras no soldador e podem também provocar incêndios se caírem sobre material combustível. Esses riscos deixam de existir quando o soldador se protege com o EPI e trabalha em local que oferece condições seguras.
3 - Equipamento de Proteção Individual (EPI) Este equipamento, que protege o soldador dos perigos específicos à operação de soldagem, compõe-se de : a) Máscaras São fabricadas de material incombustível, isolante térmico e elétrico, leve e resistente (fibra de vidro, fibra prensada, etc.). Servem para proteger o soldador dos raios, dos respingos e da temperatura elevada emitida durante a soldagem. Existem vários modelos de máscaras e sua escolha deve ser feita de acordo com o tipo de trabalho a ser executado.
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As máscaras possuem possuem filtros de luz (vidros protetores), que devem devem absorver no mínimo 99,5% da radiação emitida nas soldagens. A tonalidade desses filtros - que devem ser protegidos em ambos os lados por um vidro comum incolor - deve ser ser selecionada de de acordo com a intensidade intensidade da corrente, para que haja absorção dos raios emitidos (infravermelhos e ultravioletas)
Intensidade da corrente Até 200 àmperes Entre 200 e 400 àmperes Acima de 400 àmperes
Soldagem Filtro a ser utilizado Nº 10 Nº 12 Nº 14
Se essa classificação for obedecida, a absorção dos raios infravermelhos e ultravioletas será de, no mínimo, 99,5%. A montagem dos vidros nas máscaras deve ser feita conforme mostra a figura abaixo.
b) Luvas Protegem as mãos;
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c) Avental Protege a frente do corpo;
d) Mangas ou mangotes Protegem os braços;
f)
Perneiras ou polainas
Protegem as pernas e os pés do soldador.
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Todos esses esses equipamentos de de proteção destinam-se a proteger o soldador contra: *calor * respingos * radiação emitida pelo arco. As luvas, avental, mangas e perneiras são feitas de raspas de couro. Para trabalhos especiais, onde a temperatura é muito alta, usa-se equipamento de alumínio/amianto.
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Acessór ios e e f f er r par a s soldagem ra mentas p Além da fonte de energia, chamada de máquina de soldar, outros acessórios e ferramentas são utilizados para executar as operações de soldagem. Uns servem para transportar a corrente da fonte até o local de soldagem, outros para preparação da solda e outros para limpeza durante a execução da solda. São necessários, nas operações de soldagem, os seguintes acessórios: *cabo de solda *porta-eletrodo *grampo-terra (ligação à massa). a) Cabo de solda Este acessório é constituído de um núcleo formado de grande quantidade de fios de cobre e recoberto com material isolantes. Essa grande quantidade de fios permite-lhe maior flexibilidade nos movimentos executados nas operações de soldagem. Seu diâmetro depende da intensidade da corrente a ser utilizada e da distância entre a máquina e o posto de soldagem. Serve para fazer a ligação do porta-eletrodo e do grampo-terra à fonte de energia.
Conhecendo-se a distância entre a m´quina e o posto de trabalho e a intensidade da corrente a usar, recorre-se à tabela seguinte, para encontrar a bitola conveniente do cabo, evitando, com isso, perda de corrente, aquecimento ou superdimensionamento superdimensionamento do cabo.
Correntes máximas admissíveis em àmperes Distâncias da máquina ao eletrodo Até 15m De 15 a 30m De 30 a 75m 200A 150A 100A 300A 250A 175A 375A 300A 200A 450A 400A 250A 550A 500A 300A
Bitola AWG 2 1/0 2/0 3/0 4/0
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Encontrada a bitola do cabo, obtém-se outra características através da seguinte tabela:
Bitola AWG
Seção mm²
Formação*
2 1/0 2/0 3/0 4/0
33,62 53,49 67,43 85,01 107,20
666/0,254 1.036/0,254 1.332/0,254 1.342/0,284 1.647/0,286
Espessura de proteção (mm) 2,4 2,7 2,9 3,1 3,3
Diâmetro externo (mm) 13,5 16,3 18,2 20,1 22,1
Peso (Kg/m) 0,435 0,655 0,830 1,040 1,280
*Número de fios do cabo e o diâmetro de cada fio em milímetros.(Exemplo de leitura: 666 = número de fios do cabo; 0,254 = diâmetro de cada fio em milímetros)
b) Porta eletrodo Conhecido também como alicate porta eletrodo e pinça-porta eletrodo, este acessório, que é feito de cobre, tem suas partes externas totalmente isoladas e seu tamanho e isolação variam de acordo com a intensidade da corrente a ser utilizada. Serve para prender o eletrodo através de suas garras de contato;
c) Grampo-terra É um acessório de conexão do cabo-terra à peça, feito de cobre ou alumínio, sendo também chamado de grampo-massa.
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As principais ferramentas utilizadas utilizadas nas operações de de soldagem são: *martelo picador *gabarito *escova de aço *tenaz a) Martelo picador Usado para remover a escória e os respingos de solda. Também conhecido como picadeira e martelo bate-escória
Observação: Em grandes empresas, para remover escória, usam-se dispositivos pneumáticos. Ao usar esses dispositivos, deve-se tomar o cuidado de eliminar toda a água que esteja contida no ar comprimido; __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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b) Gabarito É uma ferramenta construída de chapa de aço, de forma geométrica variável de acordo com o tipo de trabalho a ser executado. São utilizados em substituição a instrumentos de precisão, para padronizar dimensões de cordões, filetes, verificação de esquadro, ângulos de chanfros, etc. As figuras seguintes mostram os principais tipos de gabaritos utilizados nas operações de soldagem e suas aplicações;
c) Escova de aço A escova de aço é usada para remover o óxido de ferro ( ferrugem) das chapas a serem soldadas e também para fazer uma melhor limpeza nos cordões de solda;
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d) Tenaz Ferramenta semelhante a um alicate, porém, com cabos mais longos. Serve para segurar peças quentes.
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Máquinas p par a s soldagem São máquinas adaptadas para trabalhos de soldagem. Existem três tipos básicos de máquinas para soldar com eletrodo revestido: Transformador Gerador Retificador.
Os modelos variam de fabricante para fabricante, mas o princípio de funcionamento de cada tipo de máquina é o mesmo.
1 – Transformador É uma máquina elétrica estática (não tem partes móveis), destinada a alimentar um arco elétrico com corrente alternada.
Fig. 1
Pode ser de pequeno, medo e grande porte, dependendo do trabalho a ser executado.
Pode ser do tipo monofásico ou trifásico e alimentado com tensões de 110, 220, 380 e 440v. __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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O transformador, pode ser uma máquina para soldagem com corrente alternada (não tem polaridade definida), só permite o uso de eletrodos apropriados para esse tipo de corrente. Para trabalhos de longa duração e eletrodos de maiores diâmetros, deve-se ter cuidado de selecionar a máquina com potência adequada. Normalmente, a máquina dispõe de dois terminais para ligação dos cabos (terra e porta-eletrodo).
O transformador na maioria dos casos, possui um dispositivo (volante manivela, onde é feita a regulagem da intensidade da corrente (amperagem).
Em máquina de pequeno porte, a regulagem da intensidade é feita através de pino-tomada, sendo o cabo-terra ligado internamente.
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2- Gerador É uma máquina elétrica rotativa (tem partes móveis) destinada a alimentar um arco elétrico com corrente contínua.
Pode ser de pequeno, médio e grande porte, dependendo da exigência do trabalho a ser realizado. O gerador é amplamente empregado por apresentar os seguintes recursos:
Permite o uso de todo os tipos de eletrodos, eletrodos, devido á corrente contínua; contínua; Gera sua própria energia através do acoplamento acoplamento de um dispositivo girante que pode ser um trator, motor a combustão, roda d’água, motores elétricos,
etc.;
Quando acoplados acoplados a motores elétricos, elétricos, necessitam de de rede elétrica trifásica com tensões de 220, 380 e 440v; Resistem bem a trabalhos de longa duração.
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O gerador dispõe dispõe de dois ou três terminais para a ligação ligação dos cabos cabos (terra e porta-eletrodo), onde vem indicada a polaridade.
Também, para regular a intensidade da corrente (amperagem), dispõe de uma alavanca, que é deslocada entre duas escalas graduadas em ampéres.
O gerador contém partes girantes sujeitas a desgastes. Por esse motivo, deve-se estabelecer e seguir um plano de manutenção e lubrificação de acordo com as instruções fornecidas pelo fabricante.
3 – Retificador É uma máquina elétrica estática (não tem partes móveis) destinada a alimentar um arco elétrico com corrente contínua.
Pode ser do tipo monofásico ou trifásico, alimentado com tensões de 220, 380 e 440V, de pequeno, médio e grande porte, dependendo da exigência do trabalho a ser executado. __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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O retificador bem os trabalhos de longa duração, devido a um dispositivo de resfriamento (ventilador) acoplado ao seu próprio gabinete. Atualmente é a máquina mais empregada onde existe rede elétrica de alimentação, por apresentar as seguintes vantagens:
Economia no consumo de energia elétrica Menor ruído Menor manutenção (por não ter partes móveis).
Dispõe de dois ou três terminais, para a ligação dos cabos (terra e porta -eletrodo), onde vem indicada a polaridade ( - + ).
Possui também um dispositivo (volante-manivela) ou reostato (figuras 14 e 15 respectivamente), onde é feita a regulagem da intensidade da corrente (amperagem).
Nota: Existem máquinas de soldar, do tipo transformador-retificador , que fornecem corrente alternada (CA) ou contínua (CC), dependendo do processo de soldagem ou do eletrodo a der usado.
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Var iáveis q que iinf luenciam n na s soldagem Na soldagem a arco, diversas variáveis devem ser levadas em conta, principalmente as seguintes:
Ajuste da corrente Comprimento do arco Velocidade de avanço Ângulo do eletrodo.
1 – Ajuste da corrente A corrente fornecida pela máquina deve variar de acordo com o diâmetro do eletrodo. Quando esse diâmetro vem indicado em polegada fracionária, pode-se estabelecer a seguinte seguinte regra geral para o ajuste ajuste da corrente: A intensidade da corrente (amperagem) para trabalhar com eletrodo revestido deve corresponder, aproximadamente, à medida do diâmetro do núcleo do eletrodo em milésimos de polegada. Exemplo 1
Qual é a amperagem aproximada para trabal har com um eletrodo de 1/8” de diâmetro? Solução: Para transformar polegada fracionária em polegada milesimal, divide-se o numerador de fração pelo seu denominador, ou seja: 1 → 8 →
numerador denominador
ou
1:8 = 0,125
Então, se 1/8” = 125 milésimos de polegada, para trabalhar com um eletrodo revestido de 1/8” de diâmetro, usam -se aproximadamente 125 A.
Quando o diâmetro do eletrodo vem indicado em milímetros, aplica-se a constante 40, ou seja, para cada milímetro, usam-se 40 A.
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Exemplo 2
Calcular a intensidade da corrente adequada para soldar com eletrodo revestido de 3,2 mm de diâmetro. Solução: Se, para cada milímetro, usam-se 40 A, multiplicando-se 3,2mm por 40 A, encontra-se a amperagem aproximada para soldar com eletros de 3,2mm de diâmetro. Então, se 3,2mm x 40A = 128 A , para soldar com eletrodo revestido revestido de 3,mm de diâmetro, usam-se aproximadamente 128 A.
2 – Comprimento do arco Para determina-lo, aplica-se a seguinte regra: O comprimento do arco nas soldagens com eletrodos revestidos deve ser igual ou ligeiramente inferior ao diâmetro do núcleo do eletrodo que está sendo usado. Exemplo: o comprimento do a rco para um eletrodo revestido de 1/8” (3,175mm) deve ser mantido entre 2,5 ec3,175mm. O quadro seguinte mostra algumas diferenças observadas nas soldagens com arco curto e com arco longo. Arco curto
Maior penetração Solda menos espalhada Menos respingos
Arco longo
Menor penetração Solda mais espalhada Excesso de respingos
3 – Velocidade de avanço Varia de acordo com a intensidade da corrente, com a dimensão da peça e com o tipo de cordão desejado .
4 – Ângulo do eletrodo Varia de acordo com a posição de soldagem e em função do formato da peça a ser soldada.
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Fator es iindispensáveis a a u uma b boa s soldagem As causas mais comuns de defeitos nas soldas ocorrem quando das paradas obrigatórias para a substituição do eletrodo e término do acórdão. Para evitar esses defeitos e realizar uma boa soldagem, deve-se considerar, entre outros, os seguintes fatores:
Preparação para a soldagem Início do acórdão Reinício do acórdão Término do acórdão
1 – Preparação para a soldagem a) Quanto à peça Deve ser bem limpa, eliminando-se todos os resíduos de óxido, gordura, tinta ou qualquer tipo de impureza. Em alguns trabalhos, tais como grades, portões, vitrais etc., a preparação consiste apenas na limpeza de óxidos e outras impurezas. Porém, em soldagens de maior responsabilidade, faz-se necessário o uso de processos auxiliares, como preaquecimento, pós-aquecimento, uso de respaldos, dispositivos, chanfros, etc.; b) Quanto à máquina Deve ser equipada com todos os acessórios necessários à execução da solda e regulada corretamente em função do diâmetro do eletrodo; c) Quanto ao eletrodo Deve ser selecionado de acordo com o material a ser soldado; d) Quanto ao local local de soldagem Deve atender à segurança.
2 – Início do cordão de solda No início do cordão de solda, deve-se observar que o ângulo do eletrodo seja adequado para a posição de soldagem e fazer o possível para abrir o arco elétrico num só resvalo. __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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3 – Reinício do cordão de solda (emenda do cordão) Quase sempre, os defeitos encontrados em soldas executadas com eletrodos são porosidades que ocorrem nas emendas quando é necessário trocar o eletrodo . Para evitar esses defeitos, é necessário:
Deixar a unha de solda correta na para do eletrodo;
Fig. 1
Preparar a unha de solda corretamente, quando quando for necessário. Pra isso, pode-se usar lixadeira, esmeril ou a própria talhadeira.
Reabrir o arco corretamente.
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4 – Término do cordão de solda Ao terminar o cordão de solda, deve-se deve -se eliminar lentamente o ângulo do eletrodo, para que seja mantida a igualdade ao longo do cordão.
No final da solda, deve-se girar o eletrodo em forma de caracol e afastá-lo rapidamente da peça.
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Posições d de s soldagem São as diversas formas de dispor, em relação a um plano de referência, as partes das peças a serem, soldadas. Nem sempre a peça que vai ser soldada pode ser colocada na posição mais cômoda, devido à sua forma, tamanho, etc. É claro que uma solda executada na posição sobrecabeça exige maior habilidade do soldador que uma solda executada na posição plana. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) estabeleceu normas e critérios de qualificação de soldadores baseando-se, em partes, nessas dificuldades. Daí, a necessidade de o soldador conhecer as posições básicas de soldagem, que são as seguintes : Plana Horizontal (plano vertical) Vertical (descendente ou ascendente) Sobrecabeça.
a) Posição plana É aquela em que o metal-base encontra-se na posição plana e a deposição também é feita nessa posição. Por ser a que apresenta menores dificuldades de operação, pode ser adotada para todos os tipos de el etrodos;
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b) Posição horizontal (plano vertical) É aquela em que o metal-base encontra-se no plano vertical e o depósito é feito no plano horizontal. Não apresenta maiores dificuldades na sua execução, podendo ser adotada para quase todos os tipos de eletrodos;
c) Posição vertical Descendente
É aquela em que o metal-base encontra-se no plano vertical e o depósito também é feito na vertical, de cima para baixo. Geralmente é adotada nos casos em que se pretende pouca penetração e um bom aspecto, sendo muito empregada na soldagem de chapas de pequena espessura;
Fig. 5
Fig. 6
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Ascendente
É a posição em que o metal-base encontra-se no plano vertical e o depósito também é feito na vertical, de baixo para cima. É adotada, com vantagem, em trabalhos de grande responsabilidade, pelo fato de raramente apresentar defeitos (prosperidade, inclusões de escória, etc.) e também por possibilitar grande penetração;
Fig. 7
Fig. 8
d) Posição sobrecabeça Consiste em soldar peças colocadas horizontalmente acima da cabeça. Por ser mais difícil de todas as posições de soldagem, sempre que possível, deve ser evitada.
Fig. 9
Fig. 10
Observação: Em qualquer dessas posições, as peças podem variar de inclinação até 15º aproximadamente, em todos os sentidos, que ainda são consideradas na posição.
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Movimentos llater ais d do e eletr odo Na soldagem a arco elétrico, toda posição de solda tem um movimento lateral de melhor aceitação. Os movimentos laterais mais aconselháveis são:
a) Na posição plana Nesta posição, pode-se recorrer a vários tipos de movimentos laterais. Os mais comuns estão representados nas figuras a seguir.
Aplicando movimentos laterais, deve-se parar ou diminuir a velocidade de avanço quando este chegar às extremidades do cordão, indicadas pelos pontos nas figuras. Não é aconselhável fazer movimentos laterais maiores que três vezes o diâmetro do eletrodo, principalmente quando se trabalha com eletrodo básico. O movimentos mostrado na figura seguinte pode ser usado em alguns casos. Porém, não é aconselhável, por aquecer demasiadamente a zona da solda, podendo inclusive ocasionar poros e inclusões de escória na sobre passagem do cordão;
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b) Na posição horizontal (plano vertical) Esta posição tem seus movimentos laterais definidos, conforme mostram as figuras abaixo.
c) Na posição vertical descendente
Nesta posição, tem-se poucos recursos e o movimento aplicado é visto na figura 17. Esta posição é especificadamente usada em soldagens de chapas finas e em alguns casos especiais, onde o acabamento é o mais importante;
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d) Na posição vertical ascendente Neste caso, os movimentos laterais mais usados são os representados pelas figuras 18 (principalmente para os primeiros cordões em soldas de raiz) e 19 (para cordões intermediários e primeiros cordões).
E ainda, os movimentos ilustrados nas figuras 20 e 21, muito usados para cobertura ou acabamento final;
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e) Na posição sobrecabeça Esta posição é uma das mais evitadas, devido às dificuldades que apresenta. Os movimentos usados são vistos nas figuras 22 e 23.
Ao soldar nesta posição, o soldador deve precaver-se dos respingos. Pra diminuílos, é necessário manter o arco elétrico estável e, sempre que possível, curto.
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Juntas Junta é a região onde duas ou mais peças serão unidas por um processo de soldagem.
1 – Tipos de juntas As juntas podem ser do topo, sobrepostas, em T (ou e, ângulo) e de quina, a saber: a) Juntas de topo São aquelas em que os dois componentes estão no mesmo plano;
b) Juntas sobrepostas Tipo em que um dos componentes se sobrepõe ao outro ou aos outros;
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c) Juntas em T (ou em ângulo) ângulo) São aquelas em que os dois componentes estão próximos e em ângulos, tendo a seção transversal o formato de um T;
d) Juntas de quina Tipo em que os dois componentes estão próximos e em ângulo.
Fig. 7
Fig. 6
Todos esses tipos de juntas podem ser sem chanfro ou chanfradas, ou seja: e) Juntas sem chanfro São aquelas em que as bordas das peças a serem soldadas não necessitam de chanfro. Geralmente, são usadas em materiais de até 6mm.
Fig. 8
Fig. 9
Fig. 10
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Observação: Quando a soldagem requer penetração total, deve-se deixar, entre uma chapa e a outra uma abertura igual ao diâmetro do núcleo do eletrodo;
Fig. 11
f) Juntas chanfradas São aquelas em que as bordas das peças a serem soldadas necessitam de chanfro. Na maioria dos casos, quando a espessura dos materiais tem mais de 6mm.
Fig. 12
Fig. 13
Observação: Em peças chanfradas, consegue-se melhor penetração da solda.
2 – Preparação de uma junta para soldagem Antes de iniciar uma solda, é necessário preparar a junta. Para isso, deve-se limpar a parte da peça que vai ser soldada, eliminando gordura, tinta, óleo ou qualquer tipo de impureza que possa prejudicar a solda; em seguida, verificar o tipo de junta conveniente e, se for chanfrada, escolher o tipo e dimensão do chanfro que atende à economia, viabilidade, empenamento, etc. O chanfro pode ser feito por máquinas operatrizes (plaina, frezadora, torno, etc.) ou através de corte oxiacetilênico. Neste último caso, as peças devem ser esmerilhadas, para evitar oxidação. Os dados referentes à preparação da junta, geralmente, são fornecidos pelo departamento técnico.
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2.1 – T i p o s d e c h a n f r o s
O tipo de chanfro que se deve adotar nas peças a serem soldadas depende de vários fatores, como processo de soldagem, espessura da peça, esforço que as peças irão suportar, penetração desejada, viabilidade econômicas, natureza do metal-base, etc. A seguir, encontram-se alguns tipos tipos mais usados nas nas operações de soldagem soldagem e suas respectivas aplicações, a saber: a) Chanfro em V Recomendado para espessura até 20mm, sendo a soldagem efetuada de um só lado;
Fig. 14
b) Chanfro em 1/2 V Recomendado para espessuras até 20mm, sendo a soldagem efetuada de um so lado;
Fig. 15
c) Chanfro em duplo V ou X Recomendado para espessuras entre 15 e 40mm;
Fig. 16
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d) Chanfro em K Recomendado para espessuras entre 15 e 40mm;
Fig. 17
e) Chanfro em J Recomendado para espessuras até 20mm. Sendo a soldagem efetuada de um só lado;
Fig. 18
f) Chanfro em duplo J Recomendado para espessuras entre 15 e 40mm;
Fig. 19
g) Chanfro em U Recomendado para grandes espessuras, sendo a soldagem efetuada de um só lado;
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h) Chanfro em duplo U Recomendado para grandes espessuras.
Fig. 21
Observação: Na soldagem de peças de grande espessura, o chanfro em duplo U não é simétrico.
Fig. 22
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Eletr odos p par a s soldagem m manual a a a ar co Eletrodo é uma vareta metálica preparada para servir como material de adição nos processos de soldagem a arco voltaico.
1 – Tipo de eletrodos Existem dois tipos de eletrodos: a) Eletrodo nu É uma simples vareta de composição definida, pouco utilizada atualmente;
b) Eletrodo revestido É constituído de um núcleo metálico (alma) revestido de compostos orgânicos e minerais, ferro liga, etc., com porcentagens definidas. Pode ser revestido por extrusão ou simplesmente banhado, podendo ser fino, médio ou espesso. O material do núcleo pode ser ferroso ou não-ferroso e sua escolha é feita de acordo com o material da peça a ser soldada. Os compostos de revestimento vêm sob forma de pó, unidos por um aglomerante (cola), normalmente silicato de potássio ou de sódio.
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2 – Revestimento dos eletrodos Os tipos mais comuns de revestimento dos eletrodos são:
Rutílico Básico Celulósico Ácido e oxidante. a) Rutílico
Geralmente, este tipo de eletrodo contém rutilo r utilo com pequenas porcentagens de celulose e ferroliga. É usado, com vantagens:
Em trabalhos de chaparia fina e média;
Em trabalhos que requerem bom acabamento;
Em trabalhos com estrutura metálica;
A escória deste eletrodo, quando quando utilizada adequadamente, adequadamente, é auto descartável.
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b) básico Contém, em seu revestimento, fluorita, carbonato de cálcio e ferroliga. É um eletrodo muito empregado nas soldagens por:
Possuir boas propriedades mecânicas;
Dificilmente apresentar trincar, seja a quente ou a frio; Ser de manuseio relativamente fácil; Apresentar facilidade na remoção da escória, quando bem utilizado; Servir para soldar aços comuns, de baixa liga, e ferro fundido (este, quando não necessitar usinagem posterior).
Devido à composição do seu revestimento, este tipo de eletrodo absorve facilmente a umidade do ar (higroscópico). Por isso, deve ser guardado em estufa apropriada, após a lata ter sido aberta. c) Celulósico Contém, em seu revestimento, materiais orgânicos combustíveis (celulose, pó de madeira, etc.). É muito usado para soldagens em que a penetração é muito importante e as inclusões de escória são indesejáveis; i ndesejáveis;
d) Ácido Seu revestimento é composto de óxido de ferro, óxido de manganês e outros desoxidantes. A posição de trabalho mais recomendada para este eletrodo é a plana; __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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e) Oxidante Seu revestimento contém óxido de ferro (hematita), podendo ter, ou não, óxido de manganês. Este tipo de revestimento – geralmente usado em trabalhos onde o aspecto do cordão é mais importante que sua resistência – é de pequena penetração, conforme se observa na figura seguinte, e suas propriedades mecânicas são muito ruins.
Esses dois últimos tipos de revestimento são menos usados que os três primeiros. Em alguns revestimentos, são adicionados partículas metálicas, que dão ao eletrodo outras características, como maior rendimento de trabalho (pó de ferro) e propriedades definidas (ferro liga). 2.1 – Fun ções d o r evest im ento
Dentre as funções do revestimento, que são muitas, as mais importantes estão contidas nas seguintes: Função elétrica Tornar o ar entre o eletrodo e a peça melhor condutor, facilitando a passagem da corrente elétrica, o que permite estabelecer e manter o arco estável (ionização); Função metalúrgica Formar uma cortina gasosa, que envolve o arco e o metal em fusão, impedindo a ação prejudicial do ar (oxigênio e nitrogênio), e também adicionar elementos de liga e desoxidantes, para diminuir as impurezas;
Função física Guiar as gotas de metal em direção à poça de fusão, facilitando a soldagem nas diversas posições, e atrasar o resfriamento do cordão através da formação da escória, proporcionando melhores propriedades mecânicas à solda.
3 – Classificação e armazenamento dos eletrodos Existem várias entidades que classificam os eletrodos para soldagem a arco. No Brasil, as classificações mais adotadas são as da ABNT – associação Brasileira de Normas Técnicas e da AWS – American Welding Society (Associação americana de soldagem). __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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3.1 – C las si fi ca ção A B NT
De acordo esta classificação são identificados por algarismos, seguidos de uma letra. Os quatro algarismos básicos, identificadores do eletrodo, têm o seguinte significado:
A= Ácido B= Bário C= Celulósico O= Oxidante R= Rutílico T= Titânio V= Qualquer outro não mencionado anteriormente
Observação: Quando, à direita dessas letras, aparecer a letra F, é sinal de que existe adição de pó de ferro no revestimento.
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Exemplos: 1º) Eletrodo 4410 - C
2º) 4835 – BF
3.2 - Cl as si fic ação A WS
Na classificação AWS, os eletrodos para aço doce, ou de baixa liga, são identificados através de uma letra e quatro ou cinco algarismos. O exemplo a seguir apresenta o significado dessa letra e desses algarismos.
A tabela seguinte esclarece esclarece o significado desses desses dois últimos algarismos. __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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Observação: Quando o número for composto de cinco algarismos, os três primeiros indicam o limite de resistência à tração. Ex. Eletrodo E – 10018. Neste caso, o limite de resistência à tração é igual à 100.000 lb/pol². Exemplos: 1º) Eletrodos E - 7018
2º) Eletrodo E - 6020
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Observação: Para converter converter lb/pol² em Kgf/mm², Kgf/mm², deve-se multiplicar multiplicar a quantidade de ib/pol² pela constante 0,0007031. Exemplo: Converter 70.000lb/pol² em Kgf/mm².
Solução: Multiplica-se a quantidade lb/pol² pela constante 0,0007031.
Então, tem-se: 0,0007031 x 70.000 49,2170000
Resposta: 70.000 lb/pol² = 49,217 Kgf/mm² Quando o cálculo não exige precisão, Poe-se simplesmente multiplicar a quantidade de lb/pol² pela constante 0,0007. Assim: 70.000 x 0,0007 49,0000
Resposta: 70.000 lb/pol² ≌ 49 Kgf/mm² Nota: psi = lb/pol² = libras por polegadas quadrada quadrada CC = DC = corrente contínua CA = AC = corrente alternada Kgf/mm² = quilograma-força por milímetro quadrado.
4 – Armazenagem e cuidados com os eletrodos revestidos É freqüente, nas empresas, a pouca importância que se dá aos eletrodos – muitos por falta de conhecimento, outros por desleixo. Inclusive, o próprio transporte e estocagem inadequados inadequados interferem no estado do eletrodo, danificando-º Muitas soldas são reprovadas nos ensaios e testes, devido à utilização de eletrodos danificados. __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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Por esse motivo, soldadores, almoxarifes, encarregados e pessoal que lida constantemente com eletrodos devem ser conscientizados de seu manuseio, transporte e armazenagem adequados. Vários são os fatores que podem afetar os eletrodos, porém, serão apresentados neste trabalho apenas os mais comuns. O revestimento é a parte do eletrodo que mais sofre danos, causados por ação mecânica, absorção de umidade e envelhecimento. 4.1 – A ção m ec ân i c a
O revestimento dos eletrodos é relativamente forte e só pode ser danificado por manuseio indevido – pisada, dobramento excessivo, queda, mau trato no transporte, etc. Este defeito é facilmente observado a olho nu. O soldador não deve comprometer-se usando um eletrodo que apresenta danos no revestimento. 4.2 – A bs or ção d e u m id ad e
Alta porcentagem de umidade no revestimento de um eletrodo pode interferir na qualidade da solda e é praticamente impossível ao soldador medir essa porcentagem. O método adotado para verificar se o eletrodo contém umidade é o roçamento. Quando este emite som choco, é sinal de que o eletrodo contém umidade. Porém, esse método não permite saber a quantidade e nem se esta vai ser prejudicial, ou não, à soldagem. O defeito causado na solda pela umidade do eletrodo não aparece aos olhos do soldador, porque, normalmente, manifesta-se na formação de porosidades internas, que podem ser detectadas somente através de testes radiográficos ou ultra-sonoros. Alguns tipos de revestimento, como o rutílico e celulósico, não são sensíveis à unidade, não requerendo, portanto, cuidados especiais. Os eletrodos básicos, cujo revestimento contém altas porcentagens de carbonato de cálcio, têm facilidade de absorver a umidade existente no ar. Por esse motivo, devem ser conservados nas extremidades originais e em estufas, quando as embalagens forem abertas. Neste caso, não se deve desligar a estufa durante a noite ou nos fins de semana, pois a queda da temperatura durante a noite permitirá condensação da umidade (orvalho), que será absorvida absorvida pelos eletrodos, eletrodos, danificando-os. Portanto, a estufa deve permanecer constantemente ligada e regulada entre 50ºC e 80ºC para eletrodos não-básicos e, entre 100ºC a 150ºC, para os básicos.
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Ressecagem dos eletrodos Os eletrodos atacados pela umidade podem ser recuperados por vários meios, como os seguintes: Caso 1 - Eletrodo úmido do do tipo rutílico, celulósico, celulósico, ácido e oxidante oxidante Solução: Deixar em forno aquecido entre 70ºC e 90ºC durante uma hora (temperatura efetiva). Caso 2 – Eletrodo do tipo básico Solução: Deixar em forno aquecido entre 300ºC a350ºC por um período de uma a duas horas (temperatura efetiva). Em trabalhos que exigem alta qualidade, o fabricante deve ser consultado sobre as condições de ressecagem do produto. No processo de ressecagem, é importante observar que os eletrodos atinjam a temperatura recomendada, pois a temperatura do espaço livre do forno, normalmente, é muito mais alta do que a dos eletrodos que estão sendo ressecados. 4.3 – Envelhecimento
Eletrodos velhos são facilmente reconhecidos pela formação de cristais brancos que aparecem na superfície do revestimento. Esses cristais, de silicato, não são prejudiciais, porém indicam alterações no revestimento, não sendo, portanto, aconselháveis seu uso em soldagens que exigem alta qualidade. Eletrodos de alto rendimento, quando estocados durante muito tempo em ambiente não-apropriado, podem apresentar formação do óxido (ferrugem) no seu revestimento, devido ao pó de ferro empregado na sua fabricação. Constatandose tal fato, não se deve usa-los em serviços de alta qualidade ou responsabilidade. Observação: Ao se constatar qualquer irregularidade nos eletrodos, é sempre aconselhável consultar um técnico da empresa fornecedora. f ornecedora.
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Noções d de m metalur gia A seguir, são algumas noções noções de metalurgia:
a) Matéria É tudo aquilo que ocupa lugar no espaço. A matéria pode ser sólida, líquida ou gasoso. Assim, o ar que respiramos é matéria, a água que bebemos é matéria, uma barra de aço que soldamos é matéria;
b) Metais É fácil distinguir os metais dos outros materiais, pois, além de características mecânicas próprias, eles ainda têm brilho próprio e conduzem bem o calor e a eletricidade. Cada metal apresenta características próprias e distintas, ou seja, uns têm certas propriedades em maior ou menor grau do que os outros. Essas propriedades são aproveitadas, da melhor forma possível, dentro da imensa gama de serviços nos quais os metais são utilizados. Por exemplo, na construção de condutores elétricos (fios, cabos), são usados o cobre ou o alumínio, porque são metais que conduzem conduzem melhor a eletricidade do que o ferro;
c) Liga metálica É uma combinação definida de metais com maior quantidade de um deles, o que lhe confere este nome;
d) Liga ferrosa É uma combinação na qual o elemento predominante é o ferro (aço, ferro fundido, etc.);
e) Liga cuprosa É uma combinação na qual o elemento predominante é o cobre (bronze, latão, etc.);
f) Aço ao carbono É uma liga de ferro e carbono em que a porcentagem do carbono varia de 0,05 a 1,7%. Sua classificação é feita de acordo com a porcentagem de carbono que contém, dividindo-se, portanto em três grupos: Baixo teor de carbono (de 0,05% até 0,030%) Médio teor de carbono (acima de 0,30% até 0,60%) Alto teor de carbono (acima de 0,60% até 1,7%) Os aços de baixo teor de carbono são geralmente chamados de ferro.
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Nos trabalhos de soldagem, é importante saber o teor de carbono do co, porque é baseado nele que se determina o processo de soldagem e seleciona o eletrodo;
g) Reconhecimento prático dos aços Para reconhecer o teor aproximado do carbono nos aços, usa-se o método do faiscamento – um processo prático, que consiste em esmerilhar a peça a ser soldada. Observando a forma de desprendimento das faíscas, pode-se facilmente reconhecer o tipo do aço. Ao testar esse processo, deve-se usar um aço cujo teor de carbono seja conhecido.
h) Dilatação e contração Todos os materiais, ao serem aquecidos, dilatam-se, isto é, aumentam de volume. Da mesma forma, quando são resfriados, contraem-se, isto é, diminuem de volume;
i) Empenamento __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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É a deformação que a peça sofre devido à contração sofrida pelo metal de adição durante o seu resfriamento. Ao soldar peças com formatos e dimensões diferentes, estas, ao esfriarem, sofrem maiores deformações nas partes mais finas ou mais quentes, fazendo f azendo com que se empenem. A contração pode ser longitudinal longitudinal ou transversal.
Por esse motivo, ao soldar uma peça que não deve sofrer empenamento, deve-se monta-la em gabarito ou pontear posicionadores, fazendo com que a peça fique na posição desejada;
j) Ponto de fusão dos metais e ligas metálicas metálicas __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ Centro de Formação Profissional “Afonso Greco”
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Cada metal ou liga metálica tem seu ponto de fusão definido, conforme mostram as tabelas a seguir.
Ponto de fusão de alguns metais Metais
Símbolo químico Al Sb Cd Co Pb Cu Cr Sn Fe Mg Mn Mo Ni Au Pt Ag Ti W V Zn
Alumínio Antimônio Cádmio Cobalto Chumbo Cobre Cromo Estanho Ferro Magnésio Manganês Molibidênio Níquel Ouro Platina Prata Titânio Tungstênio Vanádio Zinco
Ponto de fusão 660ºC 630ºC 321ºC 1.495ºC 327ºC 1.083ºC 1.875ºC 232ºC 1.536ºC 650ºC 1.245ºC 2.610ºC 1.453ºC 1.063ºC 1.769ºC 961ºC 1.668ºC 3.410ºC 1.900ºC 419ºC
Ponto de fusão de algumas ligas metálicas Denominação Aço Aço inoxidável 18/8 Ferro fundido Ferro fundido maleável Latão Bronze Monel
Composição Fé +C Cr – 18% + Ni 8% Fé + C FE + C Cu + Zn Cu + Sn Cu + Ni
ºC 1.400 a 1.500 1.350 a 1.400 1.130 a 1.200 1.200 a 1.400 850 a 950 850 a 950 1.300 a 1.500
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Ter minologia b básica d da s soldagem e elétr ica A terminologia da soldagem elétrica tem por finalidade definir termos e expressões técnicas usadas em soldagem. Os mais comuns são: Ângulo do chanfro ( ∢ ) – ângulo formado pela disposição das peças chanfradas cujos chanfros ficam topo a topo;
Poro – pequeno vazio, geralmente redondo, encontrado numa solda;
Borda do cordão ou pé da solda – linha de separação entre a superfície da peça e o cordão de solda;
Camada – depósito de metal obtido em um ou mais passes numa mesma profundidade;
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Chanfro – corte efetuado nas bordas das peças a soldar ou abertura feita na região da peça a ser soldada;
Cobrejunta – material usado como apoio na raiz da junta durante a soldagem;
Comprimento do arco – distância entre a extremidade inferior da alma do eletrodo e a superfície da peça;
Contração – redução de volume do metal quando resfriado;
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Cordão de solda – é a solda propriamente dita, formada em um ou mais passes;
Corrente de soldagem – intensidade da corrente (amperagem) no circuito da soldagem;
Cratera – cavidade formada no metal-base decorrente da extinção do arco elétrico;
Diâmetro do eletrodo – é o diâmetro da alma (núcleo) do eletrodo revestido, ou o diâmetro da vareta metálica ou fio quando nu;
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Eletrodo consumível – eletrodo que se funde formando o metal de adição na soldagens elétricas;
Eletrodo nu – vareta sem revestimento, usada na soldagem manual a arco;
Eletrodo revestido – vareta recoberta por uma camada de revestimento, usada na soldagem manual a arco;
Eletrodo não-consumível – eletrodo que não se funde, usado com o propósito de estabelecer um arco voltaico;
Empenamento – deformação que a peça sofre devido à contração do metal de solda durante o seu resfriamento;
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Escória – camada não-metálica que cobre o cordão de solda
Face de solda – superfície externa oposta à raiz de uma solda;
Filete – sola de formato triangular, depositada em juntas sobrepostas, em juntas em T ou na parte interna de juntas de quina;
Filete de solda côncavo – filete de solda com face côncava
Filete de solda convexo – filete de solda com a face convexa;
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Fresta – espaço deixado entre as bordas das peças a serem soldadas;
Garganta – altura do triângulo formado pelo filete, tomando-se como base a face e a raiz da solda (retângulo inscrito);
Horizontal (filete) – posição de soldagem em que uma das partes do metal-base encontra-se no plano horizontal e a outra fica perpendicular a esse plano;
Inclusão de escória – material não-metálico encontrado no interior de uma solda;
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Junta – região onde duas ou mais peças serão unidas por soldagem;
Liga-metálica – é uma combinação definida de metais;
Metal de adição – metal adicionado em estado de fusão durante o processo de soldagem;
Metal-base – peça a ser soldada;
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Mordedura – é uma reentrância no metal-base, vista no pé da solda;
Nariz – é a parte reta na raiz do chanfro;
Passe – progressão do eletrodo ao longo do eixo da solda, com depósito de material;
Passe em filetes – técnicas em depositar metal de solda sem fazer movimento lateral;
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Passe descontínuo – técnica de soldagem na qual trechos iguais de metal são depositados em intervalos regulares prefixados;
Penetração da solda – é a profundidade atingida pela zona fundida no metal-base;
Perna de solda – é a medida do cateto de um filete de solda;
Poça de fusão – é o metal líquido sob o arco elétrico;
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Polaridade direta (-) – é quando o eletrodo está ligado no pólo negativo e a peça ligada no pólo positivo da máquina de soldar em corrente contínua;
Polaridade inversa (+) – é quando o eletrodo está ligado no pólo positivo e a peça ligada no pólo negativo da máquina de soldar em corrente contínua;
Pós-aquecimento – consiste em aquecer a peça, imediatamente depois da operação de soldagem, até que ela atinja uma determinada temperatura;
Preaquecimento – consiste em aquecer a peça, imediatamente depois da operação de soldagem, até que ela atinja uma determinada temperatura;
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Posicionador – dispositivo para prender a peça a ser soldada na posição mais adequada ao trabalho;
Ponto de fusão – fase em que o metal do estado sólido para o líquido;
Raiz da solda – ponto mais profundo do cordão em sua seção transversal;
Fig. 47
Reforço da solda – é o metal de solda que excede a quantidade necessária para encher a junta;
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Revestimento do eletrodo – material que envolve a alma (núcleo) do eletrodo;
Símbolo de solda – representação gráfica da solda e dados para sua execução;
Solda contínua – solda que se estende ao longo da junta sem que haja interrupção;
Soldagem manual – processo de soldagem executado e controlado manualmente;
Fig. 52
Voltagem do arco (tensão em serviço) – tensão existente no circuito durante a soldagem; Voltagem em vazio (tensão em vazio) – tensão existente no circuito quando não se está soldando;
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Ref er ências B Bibliogr áf icas Caderno Técnico Soldador elétrico – Processo manual com eletrodo revestido – Senai –MG.
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