TCC REVISAO BIBLIOGRÁFICA - Final

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS 
CURSO DE ENGENHARIA METALÚRGICA 
 
 
RAVENY CRISTINY ASSIS FRANCISQUINI 
TACIANE BARBOSA SILVA REIS 
 
 
 
TESTE DE PARÂMETROS DE SOLDAGEM POR COSTURA POR RESISTÊNCIA 
ELÉTRICA DE AÇOS DISSIMILARES PARA PROCESSO EM UMA LINHA 
INDUSTRIAL DE RECOZIMENTO CONTÍNUO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Coronel Fabriciano 
2018 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS 
CURSO DE ENGENHARIA METALÚRGICA 
 
 
RAVENY CRISTINY ASSIS FRANCISQUINI 
TACIANE BARBOSA SILVA REIS 
 
 
 
TESTE DE PARÂMETROS DE SOLDAGEM POR COSTURA POR RESISTÊNCIA 
ELÉTRICA DE AÇOS DISSIMILARES PARA PROCESSO EM UMA LINHA 
INDUSTRIAL DE RECOZIMENTO CONTÍNUO 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado 
ao Curso de Engenharia Metalúrgica do 
Centro Universitário do Leste de Minas Gerais 
como requisito parcial para obtenção do título 
de Bacharel em Engenharia Metalúrgica. 
Orientador: 
 
 
 
 
 
Coronel Fabriciano 
2018 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1: Evolução dos processos de soldagem ao longo do tempo .......................... 3 
Figura 2: Patente do processo de soldagem por resistência elétrica feita por 
Thompson ................................................................................................................... 4 
Figura 3: Soldagem por resistência elétrica: por pontos (A) e por costura (B). ........... 6 
Figura 4: Tipos de soldagem por costura .................................................................... 8 
Figura 5:Funcionamento do processo de soldagem por costura ................................. 9 
Figura 6: Relação de resistência e de temperatura como uma função do local no 
circuito diagramado ................................................................................................... 12 
Figura 7: Efeito da corrente de soldagem na resistência ao cisalhamento das soldas 
por pontos ................................................................................................................. 15 
Figura 8: Distância do tubo interno de água para correta refrigeração do eletrodo... 20 
Figura 9: Ciclo básico de soldagem de impulso único para solda por ponto ............. 23 
Figura 10: Ciclo de soldagem aprimorado ................................................................. 23 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................... ii 
3.0. Revisão Bibliográfica ............................................................................................ 1 
3.1. Processo de soldagem por resistência ............................................................. 1 
3.1.1. Histórico ...................................................................................................... 1 
3.1.2. Descrição do processo de soldagem por resistência elétrica por costura .. 5 
3.1.1. Vantagens e Limitações do processo de soldagem por costura ................. 7 
3.1.2. Tipos de soldagem por costura ................................................................... 7 
3.1.3. Aplicação do processo de soldagem por costura ....................................... 9 
3.2. Variáveis no processo de soldagem por costura............................................. 10 
3.2.1. Resistência elétrica ................................................................................... 10 
3.2.2. Corrente elétrica ....................................................................................... 11 
3.3.2 Efeito da corrente de soldagem ................................................................. 14 
3.3.3 Efeito do tempo de solda ........................................................................... 15 
3.3.3 Efeito da pressão de soldagem ................................................................. 16 
3.3.4 Influência dos Eletrodos ............................................................................. 18 
3.3.5 Influência da Condição de Superfície ........................................................ 20 
3.3.5 Influência da Composição Metálica ........................................................... 21 
3.4 Ciclo de soldagem ........................................................................................ 21 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 25 
1 
 
3.0. Revisão Bibliográfica 
 
Neste tópico serão abordados assuntos referentes aos processos de 
soldagem por resistência, em especial o processo de soldagem por costura, 
segundo autores que fundamentam o assunto. 
3.1. Processo de soldagem por resistência 
 
 Soldagem é a técnica de reunir duas ou mais partes construtivas de um todo, 
assegurando entre elas a continuidade do material e em consequência suas 
características mecânicas e químicas (WAINER, 1981, p.3). 
3.1.1. Histórico 
 
As mais antigas notícias sobre soldagem remontam à soldagem por 
forjamento da “espada de Damasco” (1300 A.C.) e ao uso de uma espécie de 
maçarico soprado pela boca, usando álcool ou óleo como combustível que os 
egípcios usavam para fundir e soldar bronze, técnica legada a gregos e romanos. A 
fase propriamente histórica da soldagem começa no século XIX; algumas datas 
ligadas a essa história: (WAINER, 1981) 
● 1801 - Sir Humphrey Davis cria um arco elétrico entre terminais de um 
circuito; 
● 1836 - Davy descobre o acetileno, que em 1832 Wohler ligaria ao carbureto 
de cálcio como meio de obtenção; 
● 1837 - Richemont estudo da chama aero-hídrica (ar+hidrogênio); 
● 1847 - Hare funde 1 kg de platina com um maçarico oxi-hídrico (oxigênio + 
hidrogênio); 
● 1850 - St. Claire - Deville estudo da chama oxi-hídrica; 
● 1856 - Joule - acidentalmente realiza uma soldagem por resistência de fios 
de aço; 
● 1877 - Thomson - sistematiza e estuda a soldagem por resistência elétrica 
com o auxílio de pressão mecânica. É considerado o pai da soldagem por 
2 
 
resistência (primeira patente em março de 1886, seguida de 150 outros). O 
campo de utilização era especificamente fios metálicos; 
● 1880 - Moissan - Estudo do arco elétrico para fornos; em 92 fabrica o 
carbureto de cálcio no forno elétrico; 
● 1885 - Bernardos - uso do eletrodo de carvão para fusão localizada do aço. 
Como curiosidade é interessante lembrar que a tensão do arco varia de 100 a 
300 V., a corrente de 600 a 1000 amperes, iniciava-se a passagem da 
corrente em curto circuito e em seguida o operador estabelece um arco de 5 a 
10 cm de diâmetro do eletrodo indo de 5 a 35 mm, como porta-eletrodo de 
quase 50 cm de comprimento. Bernardos realiza também a primeira soldagem 
a ponto por resistência também com eletrodos de carvão; 
● 1887 - Fletcher - primeiros ensaios de perfuração de aço sob jato de oxigênio 
● 1891 - Slavianoff - realiza a primeira soldagem de chapas de aço com 
eletrodo metálico nu; 
● 1895 - Le Chatelier - estudo da chama oxiacetilênica e prevê suas aplicações 
industriais; 
● 1898 - Linde - produção industrial de oxigênio; 
● 1901 - Fouché e Picard - primeiro maçarico oxiacetilênico industrial; 
● 1902 - Musener (firma) - patente sobre chama de aquecimento e jato de 
oxigênio combinados 
● 1902 - Claude - aperfeiçoamento da unidade de produção de oxigênio; 
● 1904 - Picard - maçarico de oxicorte; 
● 1907 - Kjellberg - aplica um revestimento ao eletrodo de soldagem a arco; 
● 1924 - Langmuir propõe a soldagem ao hidrogênio atômico; 
● 1935 - TIG; 
● 1936 - Soldagem sob fluxo; 
● 1938 - Soldagem de materiais plásticos. 
 
O processo de soldagem teve impulso durante a II Guerra Mundial, devido à 
fabricação de navios aviões soldados, apesar de o arco elétrico ter sido 
desenvolvido no século XIX (BRANDI, 1992). 
A figura 1 mostra a cronologia do surgimento dos processos de soldagem. 
 
Figura 1: Evolução dos processos de soldagem ao longo do tempo
 Fonte: SOLDAGEM processos de soldagem e metalurgia
A Soldagem porresistência, propriamente dita, nasceu por volta do ano de 
1877 e teve como inventor o engenheiro eletricista e inventor, Elihu Thomson (1853
1937), nascido na Inglaterra. Elihu Thomson foi
anos de idade, estudou, desenvolveu e patenteou o primeiro processo de soldagem 
elétrica. Em 1879 foi realizada a primeira demonstração prática de soldagem por 
resistência, sendo logo após em 1886, produzida então a primeira
ponto (ANDERSON, 2013).
A figura 2 mostra o desenho de uma das primeiras patentes do processo de 
soldagem por resistência elétrica feita por Thompson em 1891. (BATISTA, 2011).
: Evolução dos processos de soldagem ao longo do tempo
Fonte: SOLDAGEM processos de soldagem e metalurgia
A Soldagem por resistência, propriamente dita, nasceu por volta do ano de 
1877 e teve como inventor o engenheiro eletricista e inventor, Elihu Thomson (1853
1937), nascido na Inglaterra. Elihu Thomson foi morar nos Estados Unidos com 5 
anos de idade, estudou, desenvolveu e patenteou o primeiro processo de soldagem 
elétrica. Em 1879 foi realizada a primeira demonstração prática de soldagem por 
resistência, sendo logo após em 1886, produzida então a primeira
ponto (ANDERSON, 2013). 
mostra o desenho de uma das primeiras patentes do processo de 
soldagem por resistência elétrica feita por Thompson em 1891. (BATISTA, 2011).
3 
: Evolução dos processos de soldagem ao longo do tempo 
 
Fonte: SOLDAGEM processos de soldagem e metalurgia 
A Soldagem por resistência, propriamente dita, nasceu por volta do ano de 
1877 e teve como inventor o engenheiro eletricista e inventor, Elihu Thomson (1853-
morar nos Estados Unidos com 5 
anos de idade, estudou, desenvolveu e patenteou o primeiro processo de soldagem 
elétrica. Em 1879 foi realizada a primeira demonstração prática de soldagem por 
resistência, sendo logo após em 1886, produzida então a primeira máquina de solda 
mostra o desenho de uma das primeiras patentes do processo de 
soldagem por resistência elétrica feita por Thompson em 1891. (BATISTA, 2011). 
 
Figura 2: Patente do processo de 
 Thompson é considerado o pai da soldagem por resistência elétrica. Ao todo, 
foram 150 patentes feitas por ele. (BRANDI, 1992).
 No próximo tópico, serão abordados detalhes do 
resistência elétrica, especialmente do processo por costura.
 
: Patente do processo de soldagem por resistência elétrica feita por Thompson
Fonte: BATISTA, 2011. 
Thompson é considerado o pai da soldagem por resistência elétrica. Ao todo, 
foram 150 patentes feitas por ele. (BRANDI, 1992). 
No próximo tópico, serão abordados detalhes do processo de soldagem por 
resistência elétrica, especialmente do processo por costura. 
 
4 
soldagem por resistência elétrica feita por Thompson 
 
Thompson é considerado o pai da soldagem por resistência elétrica. Ao todo, 
processo de soldagem por 
5 
 
3.1.2. Descrição do processo de soldagem por resistência elétrica por costura 
 
 Baseada na classificação da American Welding Society- AWS (2007), a 
soldagem por costura é incluída nos processos de soldagem por resistência elétrica. 
Conforme Marques, Modenesi e Bracarense (2009), a união das peças, nesse grupo 
de processos, ocorre pela ação combinada do calor gerado na região de solda, pela 
resistência das peças ao fluxo de corrente elétrica e da aplicação de pressão no 
local de contato entre as peças a unir. 
Os processos de soldagem por resistência elétrica podem envolver fusão e 
vaporização do metal. O amaciamento das partes a unir e a facilitação da formação 
da junta são feitos através do calor gerado em conjunto com a aplicação da pressão. 
O calor é gerado pela resistência das peças à passagem de corrente elétrica. Esse 
efeito é conhecido como efeito Joule. (AWS, 2007). 
 Segundo a AWS (2007), a soldagem por costura é uma variação da soldagem 
por pontos. Nela, uma série de lentes de soldas sobrepostas é produzida de modo a 
formar uma costura contínua e estanque. Conforme Marques, Modenesi e 
Bracarense (2009), o processo de soldagem por costura produz uma série de pontos 
de solda consecutivos. Com isso, tem-se uma solda contínua, por sobreposição 
parcial dos diversos pontos de solda formados. Pelo menos um dos eletrodos 
utilizados nesse processo de soldagem, são em formatos de discos ou rodas, que 
giram enquanto as peças que serão unidas passam entre eles. 
A figura 3 representa os processos de soldagem por resistência elétrica por 
pontos (A) e por costura (B). Para a formação da série de lentes de solda, na 
soldagem por costura os eletrodos possuem forma circular. (AWS, 2007). 
6 
 
Figura 3: Soldagem por resistência elétrica: por pontos (A) e por costura (B). 
 
Fonte: American Welding Society (2007). 
 O primeiro requisito na sequência de soldagem é desenvolver calor suficiente 
para fundir o metal na região de solda. Após o metal fundido é resfriado sob pressão 
até formar uma lente de solda unindo as peças. É necessário que a corrente e 
pressão aplicada sejam altas o suficiente para formação dessa lente de solda, mas 
devem ser controladas para não provocar a expulsão de metal fundido. O tempo de 
aplicação da corrente deve ser controlado para evitar o aquecimento excessivo das 
faces dos eletrodos que podem fundir um eletrodo na peça de trabalho e reduzir a 
vida útil do eletrodo (AWS, 2007). 
Os processos de soldagem por costura, em geral, são automatizados, o que 
permite elevada produtividade. (AWS, 2007). 
 O tópico 3.1.1 aborda as vantagens e limitações desse processo 
7 
 
3.1.1. Vantagens e Limitações do processo de soldagem por costura 
 
 Os processos de soldagem por resistência elétrica apresentam como principal 
vantagem comparado aos demais processos de soldagem é a economia de material, 
já que não é necessário a utilização de consumíveis de soldagem como metal de 
solda, ou outros meios auxiliares de união como parafusos, porcas, e processos 
posteriores de acabamento como usinagem. (MARQUES, MODENESI, 
BRACARENSE, 2013). 
 Entretanto, os custos dos equipamentos são elevados. (MARQUES, 
MODENESI, BRACARENSE, 2013). 
 O tópico 3.1.2 aborda os principais tipos de soldagem do processo por 
costura. 
 
3.1.2. Tipos de soldagem por costura 
 
A soldagem por costura de resistência elétrica é um processo em que a solda 
muito semelhante em princípio à solda a ponto, mas produz juntas contínuas por 
eletrodos circulares. (GAIKWAD, INAMDAR. 2017). 
 A solda de costura por resistência elétrica é um processo no qual as áreas 
superficiais dos componentes são sobrepostas e unidas pela resistência ao fluxo de 
corrente elétrica sob a pressão aplicada pelos eletrodos circulares para produzir uma 
série de pontos de solda sobrepostos. As três formas de solda por costura são: 
costura padrão, costura por amassamento e solda por costura contínua. (GAIKWAD, 
INAMDAR. 2017). 
 A figura 4 mostra as variações de soldagem por costura: (AWS, 2007). 
 
A figura 5 mostra o princípio de funcionamento da soldagem de costura por 
resistência elétrica. A corrente é aplicada ao material através dos eletrodos em 
forma de disco. O calor é gerado na 
mantêm pressão contínua no material para produzir a linha das lentes de solda ao 
longo da interface. (GAIKWAD, INAMDAR. 2017).
Figura 4: Tipos de soldagem por costura 
FONTE: AWS (2007) 
mostra o princípio de funcionamento da soldagem de costura por 
A corrente é aplicada ao material através dos eletrodos em 
forma de disco. O calor é gerado na interface do material, portanto, os eletrodos 
mantêm pressão contínua no material para produzir a linha das lentes de solda ao 
GAIKWAD, INAMDAR. 2017). 
8 
 
mostra o princípio de funcionamento da soldagem de costura por 
A corrente é aplicada ao material através dos eletrodos em 
interface do material, portanto, os eletrodos 
mantêm pressão contínua no material para produzir a linha das lentes de solda ao 
 
Figura 5:Funcionamento do processode soldagem por costura
 Para produzir uma solda de costura por resistência elétrica satisfatória, a 
corrente de soldagem, pressão do eletrodo, tempo de aquecimento e resfriamento 
são os parâmetros mais influentes utilizados.
 O tópico 3.1.3 aborda as aplicações desse processo.
 
3.1.3. Aplicação do processo de soldagem por costura
 
Os processos de soldagem por costura, em geral, são automatizados, o que 
permitem elevada produtividade. São aplicados principalmente na indú
automobilística e em indústrias que fabricam produtos que envolvem a soldagem de 
metais de espessuras similares como na fabricação de tanques em geral e de 
embalagens de recipientes em geral. (AWS, 2007)
As principais variáveis do processo serão
 
:Funcionamento do processo de soldagem por costura
Fonte: GAIKWAD, INAMDAR (2017). 
Para produzir uma solda de costura por resistência elétrica satisfatória, a 
corrente de soldagem, pressão do eletrodo, tempo de aquecimento e resfriamento 
são os parâmetros mais influentes utilizados. (GAIKWAD, INAMDAR. 
O tópico 3.1.3 aborda as aplicações desse processo. 
3.1.3. Aplicação do processo de soldagem por costura 
Os processos de soldagem por costura, em geral, são automatizados, o que 
permitem elevada produtividade. São aplicados principalmente na indú
automobilística e em indústrias que fabricam produtos que envolvem a soldagem de 
metais de espessuras similares como na fabricação de tanques em geral e de 
embalagens de recipientes em geral. (AWS, 2007) 
As principais variáveis do processo serão abordadas nos tópicos a seguir
 
9 
:Funcionamento do processo de soldagem por costura 
 
Para produzir uma solda de costura por resistência elétrica satisfatória, a 
corrente de soldagem, pressão do eletrodo, tempo de aquecimento e resfriamento 
GAIKWAD, INAMDAR. 2017). 
Os processos de soldagem por costura, em geral, são automatizados, o que 
permitem elevada produtividade. São aplicados principalmente na indústria 
automobilística e em indústrias que fabricam produtos que envolvem a soldagem de 
metais de espessuras similares como na fabricação de tanques em geral e de 
dadas nos tópicos a seguir 
10 
 
3.2. Variáveis no processo de soldagem por costura 
 
 Os processos de soldagem por resistência elétrica envolvem a aplicação 
coordenada de corrente elétrica e pressão mecânica, com intensidade e duração 
suficiente. (SINGH, 2016). 
 A geração de calor no processo de soldagem por costura, assim como nos 
demais processos de soldagem por resistência elétrica, ocorre pelo fenômeno 
conhecido como Efeito Joule expresso na equação 1: (EDWARDS, 1998). 
Equação 1: Lei do aquecimento de Joule 
� = �². �. � 
 Na equação 1, Q corresponde ao calor gerado em Joules (J), i a intensidade 
da corrente elétrica em amperes (A), R a resistência do material a ser soldado em 
ohms (Ω) e t o intervalo de aplicação da corrente elétrica em segundos (s). 
(PASSOS, 2009). 
 O calor gerado é proporcional ao quadrado da corrente elétrica de soldagem 
e diretamente proporcional a resistência elétrica do material e ao tempo de aplicação 
da corrente elétrica de soldagem. (PASSOS, 2009). 
O calor gerado é distribuído para a realização da soldagem e parte é 
dissipado para a região adjacente a região de solda e para os eletrodos. Pequena 
parte do calor gerado é dissipado por radiação. (AWS, 2007). 
 Nos processos de soldagem por costura em linhas de processamento 
contínuo, que é objeto de estudo deste trabalho, as variáveis dimensionais- 
espessura e largura- dos aços dissimilares a serem soldados também são 
consideradas. (AWS, 2007). 
 Portanto, os principais fatores do processo de soldagem por resistência 
elétrica serão abordados nos tópicos a seguir: 
3.2.1. Resistência elétrica 
 Para o processo de soldagem por resistência elétrica, deve-se considerar a 
resistência de contato dos eletrodos, das peças a serem unidas, entre os eletrodos, 
11 
 
entre as peças a serem unidas e, entre eletrodos e peças a serem unidas. (SINGH, 
2016). 
3.2.2. Corrente elétrica 
 
 Na equação 1, nota-se que a corrente elétrica tem maior influência na 
geração de calor do que o tempo e/ou a resistência do material. Portanto é uma 
váriavel importante a ser controlada durante o processo de soldagem. (AWS, 2007). 
 A corrente de soldagem necessária para produzir uma dada solda é uma 
aproximação inversamente proporcional à raiz quadrada do tempo. Assim, se o 
tempo for extremamente curto, a corrente necessária será alta. (AWS, 2007). 
 Variações de corrente elétrica durante o processo de soldagem influenciam 
no tamanho das lentes de solda formadas, nas propriedades mecânicas e 
metalúrgicas do cordão de solda e da zona afetada pelo calor (ZAC). (SINGH, 2016). 
 O calor gerado em qualquer local no circuito será diretamente proporcional 
à resistência naquele ponto. Uma característica muito importante da soldagem por 
resistência é a rapidez com que o calor de soldagem pode ser produzido, a 
distribuição de temperatura nas peças e eletrodos na soldagem por pontos e por 
costura é ilustrada na figura 6. (AWS, 2007). 
 
12 
 
Figura 6: Relação de resistência e de temperatura como uma função do local no circuito 
diagramado 
 
Fonte: American Welding Society 
 
As resistências numeradas de 1 a 7 mostradas na Figura 6 aplicam-se a uma 
espessura de duas articulações. Os números 1 e 7 denotam a resistência elétrica do 
material do eletrodo. Os números 2 e 6 representam a resistência de contato entre o 
eletrodo e o metal base, a magnitude desta resistência depende da condição da 
superfície dos metais base e de cada eletrodo, o tamanho e o contorno de cada face 
e a força do eletrodo. Este é um ponto de alta geração de calor, mas a superfície do 
metal base não atinge a temperatura de fusão durante a passagem da corrente 
devido à alta condutividade térmica dos eletrodos (1 e 7) e ao fato de que eles são 
geralmente resfriados a água (AWS, 2007). 
Os planos 3 e 5 são locais da resistência total do metal base, que é 
diretamente proporcional à sua resistividade e espessura, e inversamente 
proporcional à área da seção transversal do caminho atual. O plano 4 é a 
localização da resistência da interface do metal base onde a solda deve ser 
formada, este é o ponto de maior resistência e, portanto, o ponto de maior geração 
de calor. Como o calor também é gerado nos pontos 2 e 6, o calor gerado no plano 4 
não é imediatamente perdido para os eletrodos (AWS, 2007). 
O fluxo de calor para ou a partir da interface de metal base é regulado pelo 
gradiente de temperatura estabelecido pelo aquecimento por resistência dos vários 
13 
 
componentes no circuito. Isso, por sua vez, auxilia ou retarda a criação do calor de 
soldagem no local adequado (AWS, 2007). 
O calor será gerado em cada um dos sete locais mostrados na Figura 6 em 
proporção à resistência de cada um, no entanto, o calor da soldagem é necessário 
apenas na interface do metal base, e o calor gerado em todos os outros locais deve 
ser minimizado. Como a maior resistência está localizada no Plano 4, o calor é 
desenvolvido mais rapidamente nesse local (AWS, 2007). 
Nos Planos 2 e 6 o calor gerado é rapidamente dissipado nos eletrodos 
resfriados a água adjacentes nos Planos 1 e 7. Já no Plano 4 o calor é dissipado 
muito mais lentamente no metal base, portanto, enquanto a corrente de soldagem 
continua, a taxa de aumento de temperatura no Plano 4 será muito mais rápida do 
que nos Planos 2 e 6 (AWS, 2007). 
A temperatura de soldagem é indicada no gráfico da Figura 6 pelo número de 
linhas horizontais curtas dentro o desenho que leva à curva correspondente. Em 
uma solda bem controlada, a temperatura de soldagem é primeiramente alcançada 
em vários pontos de contato na interface de solda, em seguida, ocorre o 
derretimento e, com o tempo, os pontos de contato se transformam rapidamente em 
uma pepita (AWS, 2007). 
Os seguintes fatores afetama quantidade de calor gerada na junta de solda 
por uma determinada corrente para uma unidade de tempo de solda (AWS, 2007): 
● As resistências elétricas dentro das peças e dos eletrodos; 
● As resistências de contato entre as peças e entre os eletrodos e as peças; 
● O calor perdido nas peças e nos eletrodos. 
 
14 
 
3.3.2 Efeito da corrente de soldagem 
 
De acordo com a AWS, na equação 1, Q = I2.R.t, a corrente tem um efeito 
maior sobre a geração de calor do que a resistência ou o tempo. Portanto, é uma 
variável importante a ser controlada. Dois fatores que causam variações na corrente 
de soldagem com máquinas de solda de corrente alternada (AC) são flutuações na 
tensão da linha de alimentação e variações na impedância do circuito secundário. As 
variações de impedância são causadas por mudanças na geometria do circuito ou 
pela introdução de diferentes massas de metais magnéticos no circuito secundário 
da máquina (AWS, 2007). 
Além das variações na magnitude da soldagem atual, a densidade de 
corrente pode variar na interface de solda. Essa mudança na densidade de corrente 
pode resultar do desvio de corrente através de soldas precedentes e pontos de 
contato diferentes daqueles na solda. Um aumento na área da face do eletrodo 
diminuirá a densidade de corrente e o calor da soldagem. Isso pode causar uma 
diminuição mensurável no tamanho da solda (AWS, 2007). 
A densidade de corrente mínima por um tempo finito é necessária para 
produzir a fusão na interface, deve ser gerado calor suficiente para superar as 
perdas para o metal base e os eletrodos. O tamanho e a força da lente de solda 
aumentam rapidamente com o aumento da densidade de corrente, a densidade de 
corrente excessiva causará expulsão de metal fundido (resultando em vazios 
internos), fissuras de solda e propriedades de resistência mecânicas mais baixas 
(AWS, 2007). 
Variações típicas na resistência ao cisalhamento das soldas por pontos em 
função da magnitude da corrente são mostradas na Figura 7. Na soldagem por 
pontos e por costura, a corrente excessiva superaquece o metal base e resulta em 
entalhes profundos nas peças ocasionando o superaquecimento e rápida 
deterioração dos eletrodos (AWS, 2007). 
 
15 
 
Figura 7: Efeito da corrente de soldagem na resistência ao cisalhamento das soldas por pontos 
 
Fonte: (AWS, 2007) 
O tópico 3.3.3 aborda o efeito do tempo de solda nos processos de soldagem 
por resistência por costura. 
 
3.3.3 Efeito do tempo de solda 
 
Segundo a AWS, a taxa de geração de calor deve ser ajustada para que as 
soldas com resistência adequada sejam produzidas sem aquecimento excessivo e 
rápida deterioração do eletrodo. O calor total desenvolvido é proporcional ao tempo 
de soldagem, essencialmente, o calor é perdido por condução interior do metal base 
circundante e nos eletrodos uma quantidade muito pequena é perdida pela radiação. 
Essas perdas aumentam proporcionalmente ao tempo de soldagem e temperatura 
do metal. 
Dada a densidade de corrente adequada, um tempo mínimo é necessário 
para atingir a temperatura de fusão durante uma operação de soldagem por pontos. 
Se a corrente continuar, a temperatura no Plano 4 (consulte a Figura 6) na ponta de 
solda excederá em muito a temperatura de fusão, e a pressão interna poderá expelir 
o metal derretido da articulação (AWS, 2007). 
Os gases ou vapores gerados e as minúsculas partículas de metal podem ser 
expulsos se as superfícies da peça de trabalho estiverem escamosas ou 
desgastadas, os gases e partículas também podem ser expelidos nos Planos 2 e 6 
(Figura 6). Na maioria dos casos, em algum momento durante um intervalo de 
16 
 
soldagem prolongado, as perdas de calor serão iguais à entrada de calor e as 
temperaturas se estabilizarão. Um exemplo da relação entre o tempo de solda e a 
resistência ao cisalhamento do ponto de solda é mostrado na Figura 7, assumindo 
que todas as outras condições permanecem constantes (AWS, 2007). 
Até certo ponto, o tempo de soldagem e a amperagem podem ser 
complementares, o calor total pode ser alterado ajustando a amperagem ou o tempo 
de solda. Tentativas de acelerar o processo aumentando a corrente e reduzindo o 
tempo de soldagem eventualmente produzirão uma condição térmica descontrolada 
na superfície de contato, acompanhada de uma severa expulsão (AWS, 2007). 
O calor deve ser aplicado por tempo suficiente para que o calor superficial da 
superfície seja conduzido para o metal ao redor, a fim de crescer a lente de solda e 
produzir o tamanho de solda desejado (AWS, 2007). 
 3.3.3 Efeito da pressão de soldagem 
 
A resistência (R) na fórmula de calor (Equação 1) é influenciada pela pressão 
de soldagem através de seu efeito na resistência de contato na interface de solda. A 
pressão de soldagem é produzida pela força exercida na articulação pelos eletrodos 
(AWS, 2007). 
A força do eletrodo é considerada a força dinâmica líquida dos eletrodos nas 
peças, é a pressão produzida por essa força que afeta a resistência de contato. As 
peças de trabalho a serem soldadas no ponto ou na emenda devem ser presas 
firmemente juntas no local da solda para facilitar a passagem da corrente (AWS, 
2007). 
Para um determinado conjunto de parâmetros, incluindo circuito de soldagem, 
equipamento de soldagem, geometria do eletrodo, e a condição da superfície da 
peça de trabalho, a corrente aumentará para algum valor limite, à medida que a 
força do eletrodo ou a pressão de soldagem é aumentada (AWS, 2007). 
O efeito no calor total gerado na peça, no entanto, pode ser o inverso. À 
medida que a pressão é aumentada, a resistência de contato e o calor gerado na 
interface diminuirão. Para aumentar o calor para o nível anterior, a amperagem ou o 
17 
 
tempo de soldagem devem ser aumentados para compensar a resistência reduzida 
(AWS, 2007). 
Em escala microscópica, as superfícies dos componentes metálicos são uma 
série de picos e vales. Quando eles estão sujeitos a uma leve pressão, o contato 
metal-metal real será apenas nos picos de contato, que é uma pequena 
porcentagem da área, assim, com leve pressão sobre as peças, a resistência de 
contato será alta. À medida que a pressão é aumentada, os pontos altos são 
pressionados e a área real de contato metal-metal aumentará, causando uma 
diminuição na resistência de contato (AWS, 2007). 
Na maioria das aplicações, o material do eletrodo é mais macio do que as 
peças de trabalho; consequentemente, a aplicação de uma força de eletrodo 
adequada produzirá menor resistência de contato nas interfaces entre o eletrodo e a 
peça de trabalho do que na interface entre as peças de trabalho (AWS, 2007). 
Das variáveis no processo de soldagem por resistência, a resistência 
superficial pode ser a mais difícil de controlar, aumentar a força de solda 
frequentemente reduzirá essa resistência e fará com que o processo seja mais 
dependente da resistência do material, que geralmente é consistente. Isso reduz a 
variação do processo em detrimento da maior corrente, maior desgaste da máquina 
e outros fatores negativos associados a uma força maior (AWS, 2007). 
 
18 
 
3.3.4 Influência dos Eletrodos 
 
Os eletrodos desempenham uma função vital na geração de calor porque 
conduzem a corrente de soldagem para as peças de trabalho. Na soldagem por 
pontos e por costura, a área de contato do eletrodo controla amplamente a 
densidade da corrente de soldagem e o tamanho resultante da solda. (AWS, 2007). 
As funções principais dos eletrodos além da condução de corrente elétrica para as 
peças, é a transmissão da força mecânica. (MARQUES, MODENESI, 
BRACARENSE, 2013). Os eletrodos também são responsáveis por manter o 
alinhamento das peças que serão unidas. (TURETTA, 2016). 
São feitos de ligas de elevada condutividade térmica e elétrica, usualmente a 
base de cobre. Possuem elevada resistência à deformação e ao desgaste, mesmo 
em temperaturas elevadas.(MARQUES, MODENESI, BRACARENSE, 2013). São 
características necessárias para resistirem as deformações decorrentes das 
aplicações repetidas das altas pressões durante os ciclos de soldagem. (AWS, 
2007). 
A geometria das faces dos eletrodos possui grande influência na qualidade da 
solda produzida, logo deve ser otimizada de acordo com a aplicação. (MARQUES, 
MODENESI, BRACARENSE, 2013). As forças de compressão junto com o formato 
das faces dos eletrodos definem a resistência de contato entre as peças a serem 
soldadas. A variação da força afeta nessa resistência de contato: com o aumento da 
força, reduz-se a resistência de contato. Com a redução da força, aumenta-se a 
resistência de contato entre as peças. (WELDING SCIENCE, 2009). 
Devido ao desgaste das faces dos eletrodos, ocorre um aumento na área de 
contato. (AMOUYAL, DIVINSKI, ESTRIN, RABKIN, 2007). Um aumento similar na 
área de contato do eletrodo é causado pela erosão e corrosão ao soldar materiais 
revestidos. (AWS, 2007). 
Com isso, tem-se perda do rendimento do processo. (AMOUYAL, DIVINSKI, 
ESTRIN, RABKIN, 2007). Já que, tanto a densidade de corrente elétrica e pressão 
de soldagem diminuem. Quando os eletrodos são lentos em seguir uma queda 
súbita na espessura total das peças, ocorre uma redução momentânea da pressão. 
19 
 
Se isso acontecer enquanto a corrente de soldagem estiver ligada, a resistência de 
contato da interface nos locais 2, 4 e 6 (consulte a Figura 3) e a taxa de geração de 
calor aumentará. Uma taxa de aquecimento excessiva nas três superfícies de 
contato tende a causar superaquecimento e expulsão de metal fundido. O metal 
fundido é retido em cada interface por um anel de metal não utilizado ao redor da 
lente de solda. Uma redução momentânea na força do eletrodo permite que a 
pressão interna do metal rompa este anel circundante de metal que não está 
fundido. (AWS, 2007). 
A qualidade da solda se deteriora à medida que a deformação da face do 
eletrodo continua. Vazios internos ou indentação excessiva do eletrodo podem 
acelerar essa condição, portanto, os eletrodos devem ser reformados ou 
substituídos em intervalos para manter a geração de calor adequada para 
propriedades de solda aceitáveis. (AWS, 2007). 
Entretanto, a recuperação das faces dos eletrodos, pode resultar na 
diminuição da área de contato. Com isso, tem-se um superaquecimento do eletrodo 
e diminuição da vida útil. (AMOUYAL, DIVINSKI, ESTRIN, RABKIN, 2007). 
A vida útil dos eletrodos está relacionada ao sistema de refrigeração dos 
mesmos. (TURETTA, 2016). A refrigeração é feita com água conduzida por um tubo 
até certa distância das faces dos eletrodos, e retorna pela seção externa do tubo e 
interna do eletrodo. (EDWARDS, 1998). É o aspecto mais importante para a 
manutenção do eletrodo e deve ser constantemente verificada. Um sistema de 
refrigeração adequado promove confiabilidade e estabilidade da soldagem, aumento 
de vida útil dos eletrodos, evita a indentação dos eletrodos (sem marcas ou 
aderência da face do eletrodo nas peças soldadas). (WELDING SCIENCE, 2009). 
A figura 8 mostra um esquema de três sistemas de refrigeração dos eletrodos, 
destacando a distância do tubo interno de água para correta refrigeração do 
eletrodo, sendo que apenas o segundo sistema de refrigeração é eficiente, já que os 
demais apresentam o tubo interno muito curto ou muito longo, o que resulta em 
refrigeração ineficiente dos eletrodos. (FURLANETTO, 2005) 
 
Figura 8: Distância do tubo interno de água para correta refrigeração do eletrodo.
Há procedimentos para evitar que 
qualidade da solda. Dentre eles pode
fresagem e o uso de curvas de compensação de corrente. Nelas, há um controle no 
acréscimo da corrente de s
ou retornar o formato original das faces dos eletrodos. (WELDING SCIENCE, 2009).
 
3.3.5 Influência da Condição de Superfície
 
A condição da superfície das peças possu
pois a resistência de contato é afetada por óxidos, sujeira, óleo e outras matérias 
estranhas nas superfícies. As propriedades de solda mais uniformes são obtidas 
quando as superfícies estão limpas. A soldagem de peças de trabalho com um 
revestimento irregular de óxidos, incrustações ou outras contaminações provoca 
variações na resistência de contato, produzindo inconsistências na geração de calor
(AWS, 2007). 
 
: Distância do tubo interno de água para correta refrigeração do eletrodo.
FONTE: FURLANETTO (2005) 
Há procedimentos para evitar que o desgaste dos eletrodos prejudique
qualidade da solda. Dentre eles pode-se citar a substituição dos eletrodos, a 
fresagem e o uso de curvas de compensação de corrente. Nelas, há um controle no 
acréscimo da corrente de soldagem. (TURETTA, 2016). A fresagem permite manter 
ou retornar o formato original das faces dos eletrodos. (WELDING SCIENCE, 2009).
3.3.5 Influência da Condição de Superfície 
A condição da superfície das peças possui influência na geração de calor, 
a resistência de contato é afetada por óxidos, sujeira, óleo e outras matérias 
estranhas nas superfícies. As propriedades de solda mais uniformes são obtidas 
quando as superfícies estão limpas. A soldagem de peças de trabalho com um 
de óxidos, incrustações ou outras contaminações provoca 
variações na resistência de contato, produzindo inconsistências na geração de calor
20 
: Distância do tubo interno de água para correta refrigeração do eletrodo. 
 
o desgaste dos eletrodos prejudique a 
se citar a substituição dos eletrodos, a 
fresagem e o uso de curvas de compensação de corrente. Nelas, há um controle no 
oldagem. (TURETTA, 2016). A fresagem permite manter 
ou retornar o formato original das faces dos eletrodos. (WELDING SCIENCE, 2009). 
na geração de calor, 
a resistência de contato é afetada por óxidos, sujeira, óleo e outras matérias 
estranhas nas superfícies. As propriedades de solda mais uniformes são obtidas 
quando as superfícies estão limpas. A soldagem de peças de trabalho com um 
de óxidos, incrustações ou outras contaminações provoca 
variações na resistência de contato, produzindo inconsistências na geração de calor 
21 
 
3.3.5 Influência da Composição Metálica 
 
A resistividade elétrica de um metal influencia diretamente o aquecimento da 
resistência durante a soldagem. Em metais de alta condutividade, como prata e 
cobre, pouco calor é desenvolvido mesmo sob altas densidades de corrente. A 
pequena quantidade de calor gerada é rapidamente conduzida para a peça de 
trabalho e os eletrodos (AWS, 2007). 
 A composição de um metal determina seu calor específico, temperatura de 
fusão, calor latente de fusão e condutividade térmica. Essas propriedades controlam 
a quantidade de calor necessária para fundir o metal e produzir uma solda. No 
entanto, a quantidade de calor necessária para elevar uma massa unitária da 
maioria dos metais comerciais à temperatura de fusão é praticamente a mesma. Por 
exemplo, o aço inoxidável e o alumínio requerem o mesmo número de unidades de 
energia para atingir a temperatura de fusão, embora difiram muito nas 
características de soldagem por pontos. Como resultado, as condutividades elétrica 
e térmica tornam-se dominantes (AWS, 2007). 
As condutividades do alumínio são cerca de dez vezes maiores que as do aço 
inoxidável. Consequentemente, o calor perdido nos eletrodos e metal circundante é 
maior com o alumínio, portanto a corrente de soldadura utilizada para o alumínio 
deve ser consideravelmente superior à utilizada para o aço inoxidável (AWS, 2007). 
 
3.4 Ciclo de soldagem 
 
O ciclo de soldagem para solda por pontos e por costura consiste nas quatro 
fases básicas: tempo de compressão, tempo de solda, tempo de espera e tempo de 
folga. O tempo de inatividade geralmente é usado apenas para ciclos de soldagem 
repetitivos iniciados manualmente (AWS, 2007). 
As fases do ciclo de soldagem são descritas da seguinte forma (AWS, 2007): 
1. Tempo de aperto - o intervalo detempo entre o início do temporizador e a 
primeira aplicação da corrente; o intervalo de tempo adicionado para garantir que os 
22 
 
eletrodos entrem em contato com as peças e estabeleça a força desejada do 
eletrodo antes que a corrente de soldagem seja aplicada; 
2. Tempo de soldagem - o tempo em que a corrente de soldagem é aplicada 
às peças de trabalho ao fazer uma solda na soldagem de impulso único; 
3. Tempo de espera - o tempo durante o qual a força é mantida nas peças 
após o último impulso das pontas de corrente, permitindo que a ponta de solda 
solidifique e resfrie até que tenha força adequada; e 
4. Tempo desligado - o tempo durante o qual os eletrodos estão fora da peça 
de trabalho e a peça de trabalho é movida para o próximo local de solda. O termo é 
geralmente aplicado quando o ciclo de soldagem é repetitivo. 
A figura 9 mostra um ciclo básico de soldagem. Um ou mais dos seguintes 
recursos podem ser adicionados a este ciclo básico para melhorar as propriedades 
físicas e mecânicas da zona de solda (AWS, 2007): 
1. Força de pré-compressão para assentar os eletrodos e peças de trabalho 
em conjunto; 
2. Pré-aquecimento para reduzir o gradiente térmico no metal no início do 
tempo de soldagem; 
3. Força de forjamento para consolidar a pepita de solda; 
4. Tempo de têmpera e têmpera para produzir as propriedades desejadas de 
resistência à solda em aços de liga endurecíveis; 
5. Pós-aquecimento para refinar o tamanho do grão de solda em aços, e 
6. Deterioração para retardar o resfriamento em alumínio. 
 
23 
 
.
 
Fonte: American Welding Society (2007) 
Em algumas aplicações, a corrente de soldagem é fornecida 
intermitentemente durante um intervalo de tempo de soldagem; está ligado durante 
tempo de aquecimento e cessa durante o tempo de resfriamento. A Figura 10 mostra 
a sequência de operações em um ciclo de soldagem mais complexo que o ciclo 
básico. (AWS, 2007). 
Figura 10: Ciclo de soldagem aprimorado 
 
Fonte: American Welding Society (2007) 
Figura 9: Ciclo básico de soldagem de impulso único para solda por ponto 
24 
 
Em cada parte do ciclo de soldagem, a força aplicada no eletrodo possui uma 
função diferente. (BRANDI, 1992). Durante o aquecimento, deve ser suficiente para 
pressionar as peças a serem soldadas uma contra a outra e permitir a passagem da 
corrente elétrica de soldagem por essa região, sem a ocorrência de expulsão do 
metal fundido. A força dos eletrodos, durante a soldagem, deve ser suficiente para 
que o material aquecido possa escoar plasticamente e formar uma ligação metálica 
na rugosidade presente na superfície das peças que estão sendo soldadas. Na fase 
de pós- pressão, após o término da passagem de corrente elétrica, os eletrodos 
devem manter a aplicação da pressão até que a solda resfrie suficientemente para 
garantir a sanidade, ou seja, a estanqueidade do ponto de solda. (BATISTA, 2011). 
 
 
 
25 
 
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