Aula 7 - Processos de Soldagem (Parte 4) (1)

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Profa.: Dra. Alexandra de Oliveira França Hayama 
FUNDIÇÃO E SOLDAGEM 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDONÓPOLIS 
Instituto de Ciências Agrárias e Tecnológicas 
Engenharia Mecânica 
MÓDULO 2: SOLDAGEM 
 
AULA 7 
PROCESSOS DE SOLDAGEM (PARTE 4) 
SOLDAGEM COM ELETRODO REVESTIDO 
SOLDAGEM A ARCO ELÉTRICO COM ELETRODO 
REVESTIDO 
 Soldagem a arco elétrico com eletrodo revestido (Shielded 
Metal Arc Welding – SMAW): é um processo que produz a união 
entre metais pelo aquecimento destes com um arco elétrico 
estabelecido entre um eletrodo metálico revestido e a peça que está 
sendo soldada. 
 O eletrodo metálico é 
consumível. 
 
 Os eletrodos revestidos são 
constituídos por uma alma 
metálica, que conduz a 
corrente elétrica e fornece 
metal de adição para 
enchimento da junta, envolta 
por um revestimento composto 
de materiais orgânicos ou 
minerais. 
 O eletrodo revestido é constituído por uma vareta metálica, chamada de 
alma, recoberta por uma camada de fluxo, chamado de revestimento. 
Possui diâmetro entre 1 e 8 mm e comprimento entre 150 e 470 mm. 
→ A alma é recoberta por uma mistura de diferentes materiais, numa 
camada que forma o revestimento do eletrodo. 
 Os revestimentos podem ser formados por uma mistura de ligantes à 
base de silicatos, óxidos, carbonatos, fluoretos, elementos de liga e 
celulose. 
 A composição do revestimento pode influenciar a composição química e 
as propriedades mecânicas da solda efetuada. 
 SOLDAGEM A ARCO COM ELETRODO REVESTIDO 
Alma do eletrodo 
Revestimento do eletrodo 
→ O eletrodo E 6013 com 2,50 mm de 
diâmetro e 350 mm de comprimento 
custa aproximadamente R$ 15,00/kg. 
Vídeo 01 : Soldagem a arco com 
eletrodo revestido 
 Na soldagem com eletrodo revestido, o volume de fumos 
gerado é um dos maiores entre todos os processos de soldagem, 
podendo causar danos à saúde do soldador. 
 Fumos são originados da decomposição do revestimento, 
da vaporização de elementos metálicos e da decomposição de 
impurezas superficiais no metal de base. Em geral, os vapores 
metálicos devem ser encarados como potenciais ameaças à 
saúde, alguns tipos de fumos gerados podem ser 
cancerígenos. 
 A ventilação é uma das condições essenciais para a 
minimização de absorção desses fumos pelos soldadores. 
 Em ambientes confinados, máscaras vedadas com 
suprimento individual de ar ou unidades independentes de 
respiração são requeridas. 
 SOLDAGEM A ARCO COM ELETRODO REVESTIDO 
 No processo de soldagem com eletrodo revestido: 
 O metal de solda deve possuir as propriedades mecânicas e 
metalúrgicas requeridas, condicionadas à adequada proteção 
gasosa e adição de elementos de liga fornecidos pelo 
revestimento; 
 A composição química deve ser homogênea ao longo do 
cordão de solda; 
 A operação em geral e o controle e remoção da escória 
devem ser fáceis; 
 Os depósitos devem ser livres de trincas, poros ou outros 
defeitos; 
 A quantidade de respingos deve ser mínima; 
 A estabilidade do arco deve ser boa; 
 A abertura e a reabertura do arco devem ser fáceis; 
 O eletrodo não deve superaquecer. 
 SOLDAGEM A ARCO COM ELETRODO REVESTIDO 
EQUIPAMENTO 
 Fonte de energia. 
 Alicate para fixação do eletrodo ou 
porta eletrodo. 
 Cabos de interligação: usados na 
conexão do eletrodo à fonte e outro, 
designado por cabo terra, para 
retorno à peça que está sendo 
soldada. São normalmente 
compostos por fios finos de cobre 
enrolados e envolvidos por uma 
camada de borracha isolante e 
protetora. 
 Equipamento de proteção individual: capacete 
equipado com filtros protetores contra radiação, 
roupas para proteção do corpo, sapatos industriais. 
 Equipamento para limpeza da solda (martelo 
picador e escova de aço). 
 A corrente de soldagem controla de forma predominante as características 
operatórias do processo, assim como o aspecto do cordão de solda. 
→ A corrente de soldagem controla de modo direto a magnitude da energia 
térmica disponível no arco elétrico, e também a maior parte dos fenômenos que 
ali ocorrem. 
 Uma limitação da utilização de correntes elevadas é o fato que pode aquecer 
excessivamente o revestimento do eletrodo e causar degradação do mesmo, por 
isso, os valores de corrente especificados pelo fabricante devem ser obedecidos. 
EQUIPAMENTO 
 O alicate para fixação dos eletrodos, 
também chamado de porta eletrodo, não 
possui nenhum tipo de gatilho. Uma vez 
que os cabos de interligação foram 
conectados e a fonte de energia foi 
ligada, para abrir o arco elétrico basta, 
fixar o eletrodo no alicate de fixação e 
aproximá-lo da peça a ser soldada. 
 A abertura do arco se dá tocando o 
eletrodo na peça e estabelecendo um 
curto-circuito momentâneo. 
Martelo picador 
Escova de aço 
Alicate de fixação 
ou Porta eletrodo 
 Máquina de soldagem com eletrodos revestidos: 
EQUIPAMENTO 
→ Transformador de solda: são constituídos por um 
núcleo revestido por enrolamento de bobinas de cobre. 
Os valores de corrente e tensão são alterados através 
da posição do núcleo. Possuem algumas limitações de 
acordo com o tipo de eletrodo devido à construção física 
do equipamento. Os transformadores possuem ajuste 
simples através de manivelas. São mais simples e 
baratos, tanto do ponto de vista de investimento inicial, 
como de operação e manutenção. 
→ Inversor de solda: são constituídos por circuitos 
eletrônicos, o que garante eficiência e conforto na mudança 
de corrente e tensão. São equipamentos compactos e 
potentes, podendo trabalhar com uma gama maior de 
eletrodos. O inversor é aproximadamente 3 vezes mais leve 
e compacto que o transformador de solda, possibilitando o 
uso em lugares de difícil acesso. Possui painéis simples, o 
que facilita o ajuste e precisão dos parâmetros. Possuem 
maior custo do que os transformadores. 
Fonte: Centro de conhecimento Esab. 
 Entre as funções do revestimento do eletrodo na soldagem com eletrodo 
revestido tem-se: 
→ Ajustar a composição química do cordão de solda: pela adição de 
elementos de liga e eliminação de impurezas. Uma variedade de 
elementos tais como cromo, níquel, molibdênio, vanádio e cobre podem 
ser adicionados ao metal de solda incluindo-os na composição do 
revestimento; 
 Proteger a poça de fusão e o metal de solda contra contaminação pela 
atmosfera: mediante geração de gases e de uma camada de escória (a 
escória é proveniente do fluxo do revestimento do eletrodo que não fez 
parte da poça de fusão e deve ser retirada com o auxílio de um martelo 
picador e de uma escova de aço); 
 Isolar a alma do eletrodo: evitando a abertura de arcos laterais e 
orientar o calor para o local de interesse; 
 Aumentar a taxa de deposição: quantidade de metal depositado por 
unidade de tempo; 
 Estabilização do arco elétrico: um arco elétrico estabilizado é aquele 
que abre facilmente, queima suavemente e pode ser mantido 
empregando-se indiferentemente um arco longo ou um curto. 
REVESTIMENTO DO ELETRODO 
 
REVESTIMENTO DO ELETRODO 
 Os revestimentos consistem de misturas de compostos minerais ou 
orgânicos, às quais são adicionados, como aglomerantes, outros 
compostos com finalidades específicas. 
 Os materiais mais comumente presentes no revestimento de eletrodos 
com alma de aço são: 
 Celulose e dextrina: substâncias orgânicas cuja queima no arco 
gera uma grande quantidade de gases (principalmente CO e H2). 
 Carbonatos (CaCO3): fornecem atmosfera protetora à poça de 
fusão. 
 Dióxido de titânio (TiO2): produz uma escória densa e de fácil 
destacabilidade, os eletrodos com esse tipo de revestimento são de 
uso geral. 
 Ferro-Manganês e Ferro-Silício: promovem a desoxidação da poça 
de fusão e ajustam a sua composição química. 
 Pós de ferro: aumentam a taxa de deposição e o rendimento do 
eletrodo, além de estabilizar o arco elétrico. 
 
  De acordo com o tipo de revestimento, os eletrodos podem ser 
classificadosem: 
 
 Eletrodos rutílicos: O revestimento rutílico contém grandes 
quantidades de rutilo (TiO2, dióxido de titânio). A escória produzida é 
abundante, de rápida solidificação e facilmente destacável. 
 São considerados de uso geral e os componentes do revestimento 
do eletrodo conferem alta estabilidade do arco, pequena quantidade de 
respingos e bom aspecto superficial do cordão de solda. 
 
 Eletrodos ácidos: O revestimento destes eletrodos é baseado em 
óxido de ferro, manganês e silício. 
 A escória formada é abundante, porosa e de fácil remoção. 
 A resistência à fissuração (surgimento de trincas) da junta gerada é 
uma das mais baixas, em comparação com outros tipos de 
revestimento. 
 Apresenta penetração média e alta taxa de fusão, causando uma 
poça de fusão volumosa, sendo indicado para aplicação nas posições 
plana e de filete horizontal (em ângulo). Este revestimento produz um 
cordão de solda com boa aparência. 
REVESTIMENTO DO ELETRODO 
 → Eletrodos básicos: O revestimento destes eletrodos é baseado no 
carbonato de cálcio e fluorita, gerando um metal de solda altamente 
desoxidado e com baixo teor de hidrogênio e inclusões. 
→ A escória é fluida e facilmente destacável, apresentando cordão de 
média penetração e perfil plano ou convexo. 
→ Este tipo de eletrodo apresenta boas propriedades mecânicas, 
destacando-se a tenacidade (Tenacidade: capacidade de um material absorver 
energia (campo elástico + plástico) e se deformar plasticamente antes de fraturar). 
→ Em razão de ser o mais higroscópico de todos, este tipo de 
revestimento exige cuidados especiais com o armazenamento e 
manuseio. (Higroscópico: que absorve a umidade do ar). 
→ São indicados para aplicações de alta responsabilidade, para 
soldagens de grandes espessuras e de elevado grau de restrição, isto 
é, dificuldade de dilatação e de contração da peça. 
→ Também são recomendados para soldar aços de pouca 
soldabilidade, como por exemplo, os aços de alto teor de carbono ou 
aços de composição química desconhecida. 
REVESTIMENTO DO ELETRODO 
 → Eletrodos celulósicos: apresentam elevada produção de gases 
resultantes da combustão dos materiais orgânicos (principalmente a 
celulose), sendo os principais gases gerados: CO2, CO, H2, H2O (vapor). 
→ De um modo geral, as características mecânicas da solda resultante 
do trabalho com eletrodos que possuem revestimento celulósico são 
consideradas boas, embora exista a possibilidade de fragilização pelo 
hidrogênio em materiais sujeitos a trincas por hidrogênio. 
→ A quantidade de escória produzida é pequena e facilmente 
destacável. O arco elétrico é muito violento, causando grande volume 
de respingos e alta penetração, se comparado a outros tipos de 
revestimento. 
→ O aspecto do cordão de solda produzido pelos eletrodos com este 
tipo de revestimento não é dos melhores, apresentando escamas 
irregulares. 
→ Os eletrodos com revestimento celulósico são recomendados para 
soldagens fora da posição plana, tendo grande aplicação na soldagem 
circunferencial de tubulações. 
REVESTIMENTO DO ELETRODO 
 Os eletrodos revestidos são classificados com base nas propriedades mecânicas 
e na composição química do metal depositado, no tipo de revestimento, posição de 
soldagem e tipo de corrente. 
 A classificação da AWS (American Welding Society) utiliza uma série de números 
e letras que fornecem várias informações a respeito do eletrodo, conforme 
mostrado abaixo: 
E7015 
Eletrodo 
70.000 PSI 
Todas as posições de soldagem 
Ver tabela abaixo 
Fonte: http://www.esab.com.br. 
ELETRODOS 
CC+: Corrente contínua, 
polaridade inversa 
(eletrodo positivo e peça 
negativa) 
CC-: Corrente contínua, 
polaridade direta (eletrodo 
negativo e peça positiva) 
CA: Corrente alternada 
 Exemplo: Eletrodo E7015 
 Levando-se em conta somente a produtividade, deve ser escolhido o 
maior diâmetro de eletrodo praticável, para que se possa maximizar a taxa 
de deposição. 
→ O maior diâmetro de eletrodo utilizável é, por sua vez, função de 
fatores como espessura do material a ser soldado, formato do chanfro 
e tipo de revestimento do eletrodo, visto que estas variáveis 
influenciam nas características do arco elétrico. 
 Os eletrodos revestidos devem ser armazenados em local adequado, 
como estufas, para que o eletrodo não seja contaminado com a umidade 
do ambiente, o que pode deteriorar o revestimento do mesmo. 
ELETRODOS 
 Relação entre corrente e diâmetro do eletrodo: 
ELETRODOS 
Fonte: http://www.esab.com.br. 
 Classificação dos eletrodos para aços carbono: 
ELETRODOS 
Fonte: Apostila de Eletrodos Revestidos ESAB. 
 Observações: 
→ Pó de ferro aumenta a taxa de deposição e o rendimento do eletrodo, além 
de estabilizar o arco. 
→ CC+: corrente contínua, polaridade inversa (eletrodo positivo e peça 
negativa). 
→ CC-: corrente contínua, polaridade direta (eletrodo negativo e peça 
positiva). 
→ CA: corrente alternada. 
 Características de alguns tipos de eletrodos de acordo com sua 
classificação (Fonte: Apostila de Eletrodos Revestidos – ESAB): 
→ Eletrodos E6012: são utilizados em reparos e na soldagem de 
estruturas menos críticas. O uso desse eletrodo, contudo, diminuiu 
consideravelmente nos últimos anos. 
 Antes da chegada dos eletrodos de baixo hidrogênio e de outros 
processos de soldagem, o eletrodo E6012 constituía 60% da produção 
total de eletrodos. 
 Utilizado na soldagem de aços carbono, podendo ser empregado no 
fechamento de grandes aberturas. 
 
→ Eletrodos E6013: foram originalmente desenvolvidos para apresentar 
baixa penetração e cordões de solda planos. Essas características 
permitiram a soldagem de chapas finas com esses eletrodos. 
 Hoje em dia os eletrodos E6013 são empregados no lugar de 
eletrodos E6012 devido ao arco elétrico ser mais suave, ocorrência de 
menos respingos e superfície mais uniforme do cordão de solda. 
ELETRODOS 
→ Eletrodos E7014: possuem pó de ferro adicionado à formulação do 
revestimento dos eletrodos E6013. Essa adição permite que se utilize altas 
correntes de soldagem, resultando em taxa e eficiência de deposição mais 
alta. As aplicações do eletrodo E7014 são semelhantes às do eletrodo 
E6013. 
→ Eletrodos E7016: são básicos de baixo hidrogênio. Essa combinação de 
características permite que esse eletrodo seja utilizado para soldar alguns 
aços de maior teor de carbono e também alguns aços de baixa liga. Esse 
eletrodo tem sido menos consumido por causa de sua taxa de deposição 
mais baixa e também menor eficiência de deposição em relação ao 
eletrodo do tipo E7018. 
→ Eletrodos E7018: são de baixo hidrogênio com adição de pó de ferro. O 
pó de ferro no revestimento e também a quantidade de revestimento bem 
maior permitem que esses eletrodos sejam utilizados com correntes de 
soldagem mais altas que as empregadas com os eletrodos E7016. 
Apresenta arco elétrico mais suave e maiores taxa e eficiência de 
deposição. 
ELETRODOS 
 
ELETRODOS 
→ Eletrodos E7024: recebem grande quantidade de pó de ferro em seu 
revestimento (aproximadamente 50%). Devido a isso, apresentam 
altíssimas taxas de deposição e eficiência de deposição. 
 A qualidade do metal de solda depositado por esses eletrodos não é 
tão boa quanto a dos eletrodos E7018 (por exemplo, a ductilidade do 
metal de solda depositado por um eletrodo E7024 é menor que a do 
E7018). 
Observação: Alguns fabricantes 
possuem classificação própria dos 
eletrodos, mas que têm 
correspondência com a norma AWS. 
→ Por exemplo: O eletrodo OK 
46.00 da ESAB corresponde ao 
eletrodo E6013, conforme 
informado em seu catálogo. 
 
ELETRODOS 
 Entre os fatores que influenciam na seleção do eletrodo tem-se: 
→ Tipo do metal de base: a composição química da alma do eletrodo 
deve ser próxima da do metal de base; 
→ Posição de soldagem: de acordo com a posição de soldagem tem-se 
um tipo de eletrodo adequado, se em todasas posições de soldagem ou 
em posições específicas. Sempre que possível, a peça deve ser 
posicionada levando-se em consideração a facilidade de soldagem e a 
maior velocidade de realização da solda; 
→ Equipamento disponível: se tanto os equipamentos que utilizam CA ou 
CC estiverem disponíveis, deve-se analisar fatores como a penetração da 
solda para determinar o equipamento que deve ser utilizado; 
→ Espessura da chapa: na soldagem de chapas finas devem ser 
empregados eletrodos de baixa penetração, e chapas mais espessas 
podem necessitar de um eletrodo com maior penetração. 
→ Custos da soldagem: levar em consideração fatores que impactam os 
custos da soldagem, tais como custo da mão-de-obra, taxa de deposição 
e eficiência de deposição. 
APLICAÇÕES 
 A soldagem a arco com eletrodo revestido pode ser usada em 
grande número de materiais, como aços carbono de baixa, média 
e alta liga, aços inoxidáveis, ferros fundidos, cobre, níquel e ligas. 
→ Não são soldáveis com esta técnica: metais de baixo ponto 
de fusão como o chumbo, estanho e zinco, e metais 
refratários ou muito reativos, como o titânio, zircônio, 
molibdênio e nióbio. 
 Para espessuras de chapa inferiores a 2 mm, o material é 
facilmente perfurado pelo calor do arco. 
 A soldagem com eletrodos revestidos é usada de modo mais 
frequente para espessuras entre 3 e 40 mm, em aços, sendo que 
para espessuras muito grandes, a baixa produtividade do 
processo é o fator limitante. 
Vídeo 02: Tipos de preenchimento 
BONS ESTUDOS!