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Especificação de Consumíveis de Soldagem conforme ASME II - C Objetivo da Apresentação Interpretar a classificação AWS de consumíveis de soldagem. Saber a diferença entre as classificações AWS de consumíveis e as classificações estabelecidas pelo código ASME. Saber a diferença entre especificação e classificação. Saber a aplicação dos consumíveis de soldagem na classificação AWS. Definição de Consumíveis de Soldagem Consumíveis de soldagem são todos os materiais empregados na deposição ou proteção da solda, tais como : eletrodos revestidos varetas arames sólidos (eletrodos nus) fitas arames (eletrodos) tubulares fluxos gases anéis consumíveis Seleção dos Consumíveis A seleção dos consumíveis depende principalmente do processo de soldagem que deve ser escolhido em função de vários fatores, como: Metal de base Geometria e tipo de junta Espessura da peça a ser soldada Tipo de fonte de energia Produtividade Habilidade do soldador......... Tipos de Consumíveis em Função do Processo de Soldagem Soldagem GTAW (TIG): Vareta sólida ou fluxada Arame não energizado Gases puros Misturas gasosas * O eletrodo de tungstênio, apesar de não ser consumido na solda, é considerado um consumível de soldagem, sendo especificado pelo AWS A5.12 Tipos de Consumíveis em Função do Processo de Soldagem Soldagem manual com eletrodos revestidos (SMAW): Eletrodo revestido Soldagem a arco submerso (SAW): Eletrodos nus - arames Eletrodos compostos - tubulares Fluxos Tipos de Consumíveis em Função do Processo de Soldagem Soldagem com proteção gasosa (GMAW) MIG / MAG: Arame eletrodo Arame tubular com fluxo metálico (Metal Cored) Gases puros Misturas gasosas Soldagem com arame tubular (FCAW) com ou sem proteção gasosa: - Com proteção gasosa Eletrodo ou arame tubular Gases puros ou misturas gasosas - Sem proteção gasosa (autoprotegido) Eletrodo ou arame tubular. Noções sobre Especificações AWS - (American Welding Society) A norma AWS não prevê todos os tipos de metais de adição disponíveis no mercado, alguns tem formulação recente e outros tem suas características mantidas como segredo de fabricação. O código ASME (American Society for Mechanical Engineers), utiliza a especificação AWS, incluindo a abreviatura SF (do inglês: “specification filler”) antes do código de especificação AWS “A” . Os metais de adição são agrupados em função da composição química do metal depositado ou do tipo de consumível e o processo de soldagem. Exemplo de Especificações ASME / AWS Exemplo de Especificações ASME / AWS Diferença entre “Especificação” e “Classificação” A especificação estabelece as características comuns aos consumíveis classificados de acordo com seu emprego, bem como as condições de testes e propriedades. Para enquadrarem-se numa especificação AWS, os consumíveis devem atender a requisitos específicos, tais como: propriedades mecânicas do metal depositado; composição química do consumível de soldagem ou do metal depositado; sanidade do metal depositado, verificada por meio de exame radiográfico, teste de usabilidade, etc. Especificação AWS A especificação AWS estabelece as condições de testes para os consumíveis a serem realizados pelo fabricante, a fim de verificar se a solda produzida apresenta as propriedades mecânicas mínimas exigidas A especificação, além de classificar os consumíveis, determina que os mesmos atendam a requisitos de: fabricação, critérios de aceitação, composição química do metal depositado, propriedades mecânicas do metal depositado, exame radiográfico do metal depositado, usabilidade, embalagem, identificação, garantia, etc. Classificação AWS A classificação AWS refere-se a um consumível específico dentro da especificação, com os requisitos próprios das propriedades mecânicas (limite de resistência, impacto), assim como sua composição química e particularidades/características relativas ( tipo de revestimento ), fornece ao consumível uma designação própria para identificá-lo mais facilmente e suas características principais. A classificação AWS determina de maneira exata as características de um consumível e dá garantias sobre suas propriedades , além de apresentar uma maneira lógica de designar um consumível. Eletrodos Revestidos para Soldagem de Aços ao Carbono conforme Especificação AWS A5.1/SFA 5.1 O eletrodo revestido é composto de duas partes: uma metálica (“alma”) outra na forma de massa (“revestimento”) Na soldagem dos aços ao carbono e aços de baixa liga, a composição química da alma é comum para ambos os materiais, ou seja, aço contendo baixo teor do carbono. Revestimento do Eletrodo No caso da soldagem do aços inoxidáveis, é possível também o emprego de alma de aço de baixo carbono, neste caso são denominados “eletrodos sintéticos” A alma do eletrodo revestido pode ser feita por um aço do tipo “efervescente” (maioria das vezes), ou do tipo “acalmado” No caso citado acima, os elementos de liga estão no revestimento; O revestimento contém também aglomerantes sendo alguns deles o silicato de sódio e o silicato de potássio No revestimento do eletrodo, estão contidos os elementos destinados a estabilização do arco, ação desoxidante da poça do fusão, formação de escória, que podem modificar o limite de resistência mecânica, ductilidade e tenacidade do metal de solda. Funções do Revestimento Podemos classificar as funções do revestimento em 3 grupos: - função elétrica - função física e mecânica - função metalúrgica Tipos de Revestimento Em função da constituição química do revestimento, podem-se distinguir os seguintes tipos de eletrodos revestidos: ácido celulósico rutílico básico Revestimento Ácido Constituído por óxido de ferro (Fe203 - hematita), elementos escorificantes a base de sílica (Si02) na forma de caulim, feldspato e quartzo, e ferro-ligas Pode conter pó de ferro no revestimento, o que contribui para a aumento do rendimento do eletrodo É de fácil manuseio, principalmente nas posições plana (junta de topo e solda em ângulo), como também na posição horizontal (solda em ângulo) Revestimento Ácido Produz uma escória volumosa, de fácil remoção e porosa em seu interior O depósito com este eletrodo tem boas propriedades mecânicas, sempre que utilizado em aços de boa qualidade, do contrário são suscetíveis a formação de trincas Atualmente, eletrodos com este tipo de revestimento não são mais utilizados Revestimento Celulósico É constituído de materiais orgânicos sob a forma de celulose (C6H10O5) Dióxido de titânio Escorificantes a base de sílica, entre outros Visto que o volume de escória líquida é pequeno, isto produz uma escória fina, o que possibilita o uso deste eletrodo na posição vertical descendente A remoção desta escória é relativamente fácil Revestimento Celulósico Vantagens deste tipo de revestimento: Produz um cordão de solda com uma grande penetração Confere ao eletrodo boa facilidade de uso O eletrodo com revestimento celulósico é o preferido na soldagem de oleodutos e gasodutos (passe de raiz) soldando na vertical descendente. Revestimento Celulósico Limitações deste tipo de revestimento: Introduz grande quantidade de hidrogênio no metal de solda, o que limita a aplicação desses eletrodos somente aos aços de baixo carbono. As correntes máximas recomendadas para eletrodos celulósicos são inferiores as dos outros tipos, devido a queima precoce da celulose e a elevada perda por salpicos/respingos que ocorreriam com altas densidade de corrente. Revestimento Rutílico O constituinte mais importante na composição deste revestimento é o dióxido de titânio (Ti O2). Também é adicionado em sua composição ferro-ligas e escorificantes a base de sílica. Duas das principais características deste revestimento são: Facilitar na abertura do arco elétrico Manter o arco estável e suave durante a transferência metálica tanto em corrente alternada como contínua. Revestimento Rutílico A penetração do arco é relativamente baixa, o que pode ocasionar falta de penetração na raiznas soldas em ângulo. É o revestimento ideal na soldagem de chapas finas. Produz cordões de solda com ótima aparência, sendo por isso indicado para passes de acabamento. É de fácil manuseio, podendo ser utilizado em todas as posições de soldagem. A sua escória não apresenta resistência ao destacamento. Revestimento Básico Os principais componentes deste tipo de revestimento são: carbonato de cálcio (Ca CO3) e fluorita (Ca F2). Os principais componentes representam entre 70 e 80% em peso do revestimento. São constituintes da composição do revestimento elementos desoxidantes e desulfurantes, sob a forma de ferro-ligas (Fe-Mn, Fe-Si), responsáveis por diminuir drasticamente o teor de impurezas do metal de solda. Este revestimento pode conter dolomita (Ca CO3 + Mg CO3) Revestimento Básico Execução de cordões de solda com baixíssimo teor de hidrogênio desde que secados adequadamente. Metais de solda obtidos com este revestimento apresentam excelentes propriedades mecânicas (tenacidade) Por serem altamente higroscópicos, estes eletrodos devem ser conservados em ambientes secos e ressecados antes de serem utilizados. Revestimento Básico Com eletrodos de revestimento básico a soldagem pode ser executada em qualquer posição e o tipo de corrente preferencial para este revestimento é a corrente contínua com polaridade inversa. Por apresentarem forma de transferência metálica globular, requerem mão-de-obra bem treinada e qualificada. O arco estável com moderada penetração. A perda por salpicos/respingos é baixa. Critérios de Classificação de Eletrodos Conforme AWS A5.1 Os eletrodos da especificação AWS A5.1 são classificados tendo como sistemática : 1° tipo de corrente 2° tipo de revestimento 3° posição de soldagem 4° propriedades mecânicas do metal de solda na condição “como soldado” ou “envelhecido”* * “envelhecimento” é uma operação quando se faz necessária a retirada do hidrogênio difusível encontrado no interior da junta recém soldada. Sistemas de Classificação AWS A5.1 A classificação genérica de um eletrodo de acordo com o AWS A5.1 tem a seguinte forma: E XX X X 1 2 3 4 - Dígito 1: a letra E designa a forma, eletrodo revestido. - Digito 2: composto por 2 algarismos, indica o limite de resistência mínima à tração do metal de solda em “ksi” (1 ksi = 1.000 psi) Exemplos da Representação do Dígito 2 na Classificação AWS A5.1 Significado do Digito 3 na Classificação AWS A5.1 Significado do Digito 4 na Classificação AWS A5.1 - Dígito 4: este digito pode variar de 0 a 9 , em combinação com o dígito 3 designam: - tipo de corrente elétrica e polaridade com a qual o eletrodo pode ser usado; - tipo e características do revestimento. Sobre o significado dos dígitos 3 e 4, consultar a tabela a seguir: Significado dos Dígitos 3 e 4 na Classificação AWS A5.1 E 7018 M Esta classificação de eletrodo destina-se a atender requisito militar (maior resistência, menor teor de umidade tanto como recebido e após a exposição e de quantidade de hidrogênio difusível obrigatória limites de metal de solda). (Ver tabela 3, 10 e 11.) E 7018 M Classificação Opcional AWS A5.1 EXXXX – 1 HZ R 5 6 7 - Dígito 5 (opcional): especifica que o eletrodo (E7016, E7018, E7024 ou) [E4916, E4918, ou E4924] atende aos requisitos de resistência ao impacto mais elevado e ductilidade no caso do E7024 [E4924] (requisitos opcionais suplementares de testes são mostrados nas tabelas à seguir) Classificação Opcional AWS A5.1 (5° Dígito) Classificação Opcional AWS A5.1 (5° Dígito) Classificação Opcional AWS A5.1 (6° Dígito) EXXXX – 1 HZ R 5 6 7 - Dígito 6 (opcional): Designa que o eletrodo satisfaz os requisitos de teste de hidrogênio difusível (um teste opcional suplementar para metal de solda de baixo teor de hidrogênio como – recebido ou condicionado – com uma média valor não superior a «Z» ml de H2 por 100 g de metal depositado, onde "Z" é igual a 4, 8 ou 16). (Ver Tabela próximo slide) Classificação Opcional AWS A5.1 (6° Dígito) Classificação Opcional AWS A5.1 (7° Dígito) EXXXX – 1 HZ R 5 6 7 Dígito 7 (opcional): Designa que o eletrodo atende aos requisitos de teste de hidrogênio absorvido. [Um teste suplementar opcional para todos eletrodos de baixo hidrogênio, exceto a classificação E7018M (E4918M), para a qual este teste é necessário]. Classificação Opcional AWS A5.1 (7° Dígito) Classificação Opcional AWS A5.1 (7° Dígito) Classificação dos Eletrodos Revestidos para Soldagem de Aços Baixa Liga de Acordo com a Especificação AWS A5.5 Os eletrodos listados pela especificação AWS A5.5 são classificados tendo como base: - 1°. Tipo de corrente - 2°. Tipo de revestimento - 3°. Posição de soldagem - 4°. Composição química do metal de solda - 5°. Propriedades mecânicas do metal de solda na condição “como soldado” ou como “tratado termicamente pós-soldagem” Todas as informações relativas ao processo de fabricação da alma, funções e tipos de revestimento relativas à especificação AWS A5.1 também são validas para esta classificação. Classificação dos Eletrodos Revestidos para Soldagem de Aços Baixa Liga de Acordo com a Especificação AWS A5.5 Do dígito 1 ao 4 e o dígito 6 e 7 (opcional) do AWS A5.1 , tem o mesmo significado na especificação AWS A5.5. O digito 5 é composto de letras e algarismos que indicam a composição química do metal depositado. A tabela a seguir mostra o significado do dígito 5 para alguns eletrodos revestidos enquadrados na especificação AWS A5.5 Classificação dos Eletrodos Revestidos para Soldagem de Aços Baixa Liga de Acordo com a Especificação AWS A5.5 Classificação dos Eletrodos Revestidos para Soldagem de Aços Inoxidáveis de Acordo com a Especificação AWS A5.4 Os eletrodos revestidos para soldagem dos aços inoxidáveis são classificados tendo como base: Composição química do metal de solda não diluído. Característica do revestimento e posição de soldagem. Sistema de Classificação AWS A5.4 A classificação de um eletrodo nesta especificação, tem a seguinte forma: E xxx xx – x x 1 2 3 4 Dígito 1 - a letra E designa um eletrodo revestido Dígito 2 - este dígito pode ser formado só por algarismos, ou uma composição entre algarismos e letras, e se refere a composição química do metal de solda não diluído (próximo slide) - Os 3 algarismos iniciais referem-se a composição química definida conforme a classificação AISI (American Iron and Steel Institute) – Microestrutura e Composição Química. Sistema de Classificação conforme AWS A5.4 Sistema de Classificação AWS A5.4 Dígito 3 - este dígito refere-se às posições em que o eletrodo pode ser utilizado com resultados satisfatórios; Exemplo: Sistema de Classificação AWS A5.4 - Dígito 4 - este dígito refere-se ao tipo de corrente em que o eletrodo deve ser utilizado, e em combinação com o anterior indica os tipos e/ou características do revestimento. Classificação dos Eletrodos Nus, Arames e Varetas para Soldagem de Aços Inoxidáveis de Acordo com a Especificação AWS A5.9 Esta especificação apresenta as exigências para a classificação dos seguintes consumíveis para soldagem de aços inoxidáveis: - eletrodo nu (arame eletrodo) - vareta fita metal cored Critérios de classificação: Os consumíveis do tipo arame, vareta e fita enquadrados nesta especificação são classificados tendo como base a composição química do próprio consumível. Para o consumível “metal cored”, este é classificado tendo como base a composição química do metal depositado. Classificação dos Eletrodos Nus, Arames e Varetas para Soldagem de Aços Inoxidáveis de Acordo com a Especificação AWS A5.9 Sistema de Classificação AWS A5.9 A classificação de um eletrodo/vareta tem a seguinte forma: E R XXX XX 1 2 3 - Dígito1 - a letra E designa um eletrodo - Dígito 2 - a letra R designa uma vareta - Dígitos 1 + 2 - as letras ER, quando utilizadas juntas, referem-se ao consumível que deve ser fornecido sob a forma contínua ou sob a forma de vareta Os seguintes processos de soldagem se utilizam destes consumíveis: GTAW, GMAW, SAW e PAW. Sistema de Classificação AWS A5.9 E R XXX XX 1 2 3 Quando o consumível a ser utilizado for do tipo “metal cored” a letra “R” deverá ser substituída pela letra “C” = EC Quando o consumível a ser utilizado for do tipo “fita” a letra “R” deverá ser substituída pela letra “Q” = EQ Sistema de Classificação AWS A5.9 E R XXX XX 1 2 3 - Dígito 3 - este dígito pode ser formado ou só por 3 algarismos, ou por uma composição entre algarismos e letras, e se refere a composição química do consumível de soldagem (caso dos arames, varetas e fitas) ou se refere a composição química do metal de solda não diluído (caso do “metal cored”) - Os algarismos iniciais referem-se a composição química definida de acordo com a classificação AISI (American Iron and Steel Institute). Sistema de Classificação conforme AWS A5.9 Classificação de Arames Tubulares para Soldagem de Aços Inoxidáveis e Varetas com Núcleo Fluxado para Soldagem GTAW (TIG) de Acordo com a Especificação AWS A5.22 Os arames tubulares e varetas de núcleo fluxado para soldagem de aços inox resistentes a corrosão, ao cromo e ao cromo-níquel estão classificados com base nos seguintes fatores: composição química do metal de solda; posição de soldagem; meio de proteção empregado durante a soldagem; tipo de corrente utilizada. Sistema de Classificação conforme AWS A5.22 A classificação de um eletrodo ou vareta tubular para soldagem de aços inoxidáveis tem a seguinte forma: X X X X X X T X – X 1 2 3 4 5 Dígito 1 - pode ser a letra E (eletrodo) ou R (vareta) Dígito 2 - este dígito pode ser formado ou só por algarismos, ou algarismos e letras, se refere a composição química do consumível de soldagem (caso dos arames, varetas e fitas) podendo ainda se referir à composição química do metal de solda não diluído (caso do “metal cored”). Os 3 algarismos iniciais referem-se a composição química definida de acordo com a classificação AISI (American Iron and Steel Institute). Sistema de Classificação conforme AWS A5.22 - Dígito 3: indica se tratar de um eletrodo/arame tubular e com núcleo fluxado; - Dígito 4: refere-se a posição de soldagem: 0 - posição plana e horizontal (solda em ângulo); 1 - todas as posições. Sistema de Classificação conforme AWS A5.22 - Dígito 5: indica o meio de proteção, a corrente e polaridade empregadas durante a soldagem e o processo de soldagem. Classificação dos Eletrodos de Aço Carbono e Fluxos para Soldagem a Arco Submerso de Acordo com a Especificação AWS A5.17 Os arames e fluxos cobertos por esta especificação são classificados tendo como base: Propriedades mecânicas do metal de solda, usando o fluxo em combinação com qualquer um dos eletrodos classificados nesta especificação Condição do tratamento térmico no qual as propriedades mecânicas são obtidas Composição química do eletrodo, para o caso de arames sólidos, ou do metal de solda (utilizando um determinado fluxo) para os eletrodos compósitos (exemplo: arame tubular) Classificação dos Eletrodos de Aço Carbono e Fluxos para Soldagem a Arco Submerso de Acordo com a Especificação AWS A5.17 Importante salientar, quando um fluxo é fabricado, ele não tem a princípio uma classificação AWS. Quando este fluxo é utilizado com um determinado arame, este fluxo terá uma classificação AWS de acordo com os resultados alcançados nesta combinação (arame-fluxo). Combinando este fluxo em questão com um novo arame (outra classificação AWS), uma nova classificação AWS para este fluxo será designada, visto que este segundo arame usado possuía diferente composição química do primeiro arame. Sistema de Classificação AWS A5.17 A classificação completa de uma combinação de um fluxo com um arame tem a seguinte forma: F S X X X - E X X X K - HX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dígito 1 - a letra F designa um fluxo. Dígito 2 - a letra S indica se o fluxo em uso foi produzido pela moagem de uma escória previamente fabricada ou produzido por uma mistura formada por uma parte moida e uma parte “virgem”, como fabricado. A omissão da letra S significa que o fluxo em questão é do tipo “virgem” Sistema de Classificação AWS A5.17 Dígito 3 - este dígito refere-se ao limite de resistência à tração mínimo do metal depositado proveniente de uma combinação entre fluxo e arame Exemplo: FX6X - EXXX - Faixa do limite de resistência a tração entre 60.000 e 80.000 psi (430 e 560 Mpa), em que o algarismo 6 indicado tem relação com o limite mínimo da faixa. FX7X - EXXX - Faixa do limite de resistência a tração entre 70.000 e 95.000 psi (480 e 660 Mpa), onde o algarismo 7 indicado tem relação com o limite mínimo da faixa. Sistema de Classificação AWS A5.17 Digito 4 (FX6X – EXXX) - designa a condição de tratamento térmico na qual os testes foram conduzidos: “A” refere-se a condição “como soldado” “P” ao tratamento térmico após soldagem O tempo e a temperatura deste tratamento térmico estão contemplados no corpo da especificação AWS A5.17 Sistema de Classificação AWS A5.17 Dígito 5 - este dígito refere-se a menor temperatura em que se efetuou o ensaio de impacto (charpy com entalhe em v), obtendo-se valores de no mínimo 20 ft.lbf (27 Joules) para o metal de solda Exemplos: FXXXZ - EXXXK - A letra Z refere-se a ensaio de impacto não requerido FXXX0 - EXXXK - O algarismo 0 refere-se a temperatura mínima de 0° F (°C) para o ensaio FXXX2 - EXXXK - O algarismo 2 refere-se a temperatura mínima de - 20° F (°C) para o ensaio FXXX3 - EXXXK - O algarismo 3 refere-se a temperatura mínima de - 30°F (°C) para o ensaio FXXX4 - EXXXK - O algarismo 4 refere-se a temperatura mínima de - 40° F (°C) para o ensaio FXXX5 - EXXXK - O algarismo 5 refere-se a temperatura mínima de - 50° F (°C) para o ensaio FXXX6 - EXXXK - O algarismo 6 refere-se a temperatura mínima de -60° F (°C) para o ensaio Obs: A temperatura em °C deve somente ser utilizada quando a classificação é conforme A5.17M Sistema de Classificação AWS A5.17 Dígito 6 (FXXXZ – EXXXK) - a letra E designa um eletrodo, e as letras EC indicam eletrodo composto (similar ao arame tubular); a omissão da letra “C” indica que o consumível em questão é um arame sólido Dígito 7 (FXXXZ – EXXXK) - as letras L, M e H, que podem aparecer neste campo, referem-se a: L (low) - eletrodo com baixo teor de manganês (faixa: 0,25% - 0,60%) M (medium) - eletrodo com médio teor de manganês (faixa: 0,80% - 1,40%) H (high) - eletrodo com alto teor de manganês (faixa: 1,30% - 2,20%) Sistema de Classificação AWS A5.17 Dígito 8 - (FXXXZ – EXXXK) este dígito, representado por 1 ou 2 algarismos, refere-se à composição química do eletrodo, quando os consumíveis são do tipo “sólido”, ou à composição química do metal depositado (ou metal de solda não diluído), quando os consumíveis são do tipo “núcleo fluxado”, conforme tabela do próximo slide Dígito 9 - a letra k indica que o eletrodo foi fabricado com aço acalmado ao silício Dígito 10 – indica o teor de hidrogênio difusível, suplementar. H2, H4, H8, H16 Composição Química dos Eletrodos de Aço Carbono para Soldagem por Arco Submerso - Classificação AWS A5.17 Observações em Relação a Tabela Os valores individuais expressam as percentagens máximas Devem ser feita análise química para se determinar o teor dos elementos, cujos valores estão especificados na tabela. Se no decorrer da análise for evidenciada a presença de outros elementos, estes devem ser registrados, não sendo permitido que o somatório de seus teores seja superior a 0,50% olimite para o cobre inclui qualquer tipo de revestimento de cobre que pode ser aplicado ao eletrodo titânio: faixa - 0,03 a 0,17%Ti eletrodo composto trata-se de arames tubulares para aplicação em soldagem a arco submerso Fluxos para Arco Submerso Os fluxos são compostos do tipo granular, mineral fusível de várias proporções e quantidades, podendo ser fabricado por diferentes métodos existentes Os seguintes compostos normalmente são encontrados na composição química dos fluxos: aluminato-rutilo, aluminato-básico ou fluoreto básico São homogeneizados e granulometricamente controlados As misturas variam segundo formulação de cada fabricante Alguns fluxos podem conter ingredientes metálicos para desoxidar a poça de fusão Fluxos para Arco Submerso Mudanças na tensão do arco durante a soldagem alterará a quantidade de fluxo consumido Quanto maior a tensão, maior o consumo de fluxo As funções básicas dos fluxos são: proteger a poça de fusão do contato com os gases integrantes do ar atmosférico pela geração de gases proteger o metal de solda recém solidificado pela escória fundida purificar a poça de fusão - modificar a composição química do metal depositado - influenciar no acabamento do cordão de solda, como também suas propriedades mecânicas Tipos de Fluxo Fluxo fundido (fused flux): É formado por óxidos de Mn, Al, Si, Zr Para a obtenção deste tipo de fluxo, toda a mistura é aquecida a altas temperaturas, e depois é resfriada para produzir um material vítreo metálico Quando resfriado, o material é então moído até que se atinja a partículas com uma granulometria previamente determinada Não adiciona elementos de liga Tipos de Fluxo Fluxo aglomerado (agglomerated flux): É composto por diferentes minerais como óxidos de Si, Mn, Zr, e Al Contém elementos desoxidantes encontrados nas ligas Fe-Mn e Fe-Si, como também de silicatos de potássio ou de sódio, com a função de agentes aglutinantes Para a obtenção deste tipo de fluxo, todo o material é reduzido a um tamanho adequado e misturado a seco Após esta ação, um aglutinante cerâmico é introduzido na mistura e, logo em seguida, uma quantidade de água também é adicionada ao material Este é aquecido a temperaturas inferiores àquelas estabelecidas para a fabricação de fluxos fundidos, até que pelotas (pellets) sejam produzidas Aplicação dos Tipos de Fluxo Dentre os tipos de fluxo apresentados, os mais utilizados são os fluxos aglomerados Os fluxos também podem ser dos tipos neutro, ativo ou ligado Há uma flexibilidade no critério de classificação dos fluxos, pois essa classificação depende de condições específicas de testes, resultante da avaliação do desempenho do fluxo em combinação com um determinado tipo de arame Classificação dos Metais de Adição de Aços ao Carbono para a Soldagem por Arco com Gás de Proteção de Acordo com a Especificação AWS A5.18 Os metais de adição desta especificação são do tipo arame sólido, metal cored e vareta São classificados com base na composição química dos próprios consumíveis e nas propriedades mecânicas do metal de solda, na condição “como soldado” Os metais de adição desta especificação do tipo metal cored (similar ao arame tubular, porém com seu núcleo formado por material totalmente metálico) são classificados com base na composição química e nas propriedades mecânicas do metal de solda, na condição “como soldado” Sistema de Classificação AWS A5.18 A classificação de um arame eletrodo para soldagem de aços ao carbono nesta especificação tem a seguinte forma: ER XX S – X N HZ (dígitos opcionais) 1 2 3 4 5 6 Dígito 1 - as letras ER, quando utilizadas juntas, referem-se ao consumível na forma de arame eletrodo ou vareta, aplicável em processos de soldagem GMAW (MIG / MAG), GTAW (TIG) e PAW (plasma) Dígito 2 - indica o limite de resistência a tração mínimo do metal depositado, em ksi (1 ksi = 1000 psi). Exemplo: ER 70S-X= 70.000 lb/pol2 Sistema de Classificação AWS A5.18 Dígito 3 - a letra S indica vareta ou arame sólido Dígito 4 - indica a composição química do arame (Si e Mn) ou vareta, sendo representado por um número de 2 a 7 ou pela letra “G” Dígito 5 - indica que o consumível é indicado para aplicações nucleares Dígito 6 - indica o hidrogênio difusível, podendo ser H16, H8 ou H4 Sistema de Classificação AWS A5.18 A classificação genérica relativa ao consumível do tipo “metal cored” (similar ao arame tubular) para soldagem a arco com gás de proteção de aços ao carbono tem a seguinte forma: E XX C - X X 1 2 3 4 5 - Dígito 1 - a letra e designa um eletrodo Dígito 2 - estes dígitos indicam o limite de resistência a tração mínima do metal depositado, em ksi (1 ksi = 1000 psi) Sistema de Classificação AWS A5.18 Dígito 3 - A letra C designa um consumível composto do tipo “metal cored” (alma metálica) Dígito 4 - este dígito indica a composição química do metal de solda Dígito 5 - este dígito pode apresentar a letra “C” que representa o gás CO2 (100%) e a letra “M” que representa uma mistura gasosa do tipo 75 ~ 80% Argônio com balanço de CO2 A tabela no próximo slide mostra a composição química do arame sólido e da vareta (ERXXS-X), como também a do metal de solda (EXXC-X), seguido das propriedades mecânicas do metal de solda da especificação AWS A5.18 Composição Química do Arame Sólido e da Vareta (ERXXS-X) Especificação AWS A5.18 Sistema de Classificação AWS A5.18 (classificação opcional e eletrodo composto) Classificação dos Arames Eletrodos de Aço Baixa Liga para Soldagem a Arco com Proteção Gasosa de Acordo com a Especificação AWS A5 .28 Esta especificação descreve requisitos para o classificação de eletrodos de aço de baixa liga (sólido e metal cored) e varetas (sólido) para os processos GMAW, GTAW e PAW Sistema de Classificação AWS A5.28 A classificação de um arame eletrodo para soldagem de aços carbono baixa liga tem a seguinte forma: ER XXX X - X HZ (dígito opcional) 1 2 3 4 5 Dígito 1: o prefixo ER designa um eletrodo ou vareta - Dígito 2: este dígito pode ser representado com dois ou três algarismos e se refere a faixa de valores de resistência a tração mínima do metal de solda multiplicado por 10 em ksi (1 ksi = 1000 psi) nas condições como soldado Sistema de Classificação AWS A5.28 Dígito 3: é representado pela letra S (sólido) Dígito 4: este dígito indica a composição química do eletrodo sólido ou a composição química do metal de solda produzido por um eletrodo composto; (tabela próximo slide) Dígito 5: designa teor de hidrogênio difusível suplementar opcional, podendo ser H16, H8, H4 ou H2 Classificação de Arames Tubulares de Aço ao Carbono de Acordo com a Especificação AWS A5.20 Os eletrodos tubulares para soldagem a arco de aços carbono são classificados com base nos seguintes fatores: propriedades mecânicas do metal de solda, na condição de “como soldado”; posição de soldagem; uso ou não de uma proteção externa; a adequabilidade para aplicações de um único passe, ou em passes múltiplos; tipo de corrente. Sistema de Classificação AWS A5.20 A classificação de um eletrodo tubular para soldagem de aços carbono tem a seguinte forma: E X X T - XX M J X HZ (dígitos opcionais) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - Dígito 1 - a letra E indica eletrodo - Dígito 2 - indica o limite de resistência mínima à tração do metal depositado multiplicado por 10 em ksi (1 ksi = 1.000 psi) nas condições de como soldado Sistema de Classificação AWS A5.20 - Dígito 3 - este dígito indica a posição de soldagem para o qual o eletrodo é recomendado, sendo: 0 - posição plana e horizontal (solda em ângulo) 1 - todas as posições - Dígito 4 - indica um eletrodo tubular com núcleo fluxado - Dígito 5 - indica a utilização e a característica de desempenho - Dígito 6 - indica se o arame tubular foi homologado com uma mistura gasosa do tipo 75 - 80% Argônio/balanço CO2 Sistemade Classificação AWS A5.20 Dígito 7: A letra "J" quando presente nesta posição designa que o eletrodo possui requisitos de tenacidade melhorada e irá depositar metal de solda com Charpy de 27J @ -40°C, quando as soldas são feitas na forma prescrita por esta especificação Dígito 8: indica que a metal de solda atenderá requisitos suplementares de propriedades mecânicas quando depositados em procedimentos de soldagem especiais conforme especificado para aplicações sísmicas (designação “D”) ou para aplicações militares (designação “Q”) Dígito 9: indica o hidrogênio difusível, podendo ser H16, H8 ou H4 Significado do 5º Dígito na Especificação AWS A5.20 Classificação de Arames Tubulares de Aço Baixa Liga para Soldagem a Arco de Acordo com a Especificação AWS A5.29 Os eletrodos tubulares para a soldagem a arco de aços baixa liga são classificados com base nos seguintes fatores: propriedades mecânicas do metal de solda posição de soldagem uso de gás de proteção tipo de corrente composição química do metal depositado ou metal de solda não diluído Sistema de Classificação AWS A5.29 A classificação de um eletrodo tubular para soldagem de aços baixa liga tem a seguinte forma: E XX X T X - X X – J HX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - Dígito 1: a letra e designa um eletrodo - Dígito 2: este dígito pode ser representado com um ou dois algarismos e se refere a faixa de valores de resistência a tração do metal de solda multiplicado por 10 em ksi (1 ksi = 1000 psi) nas condições como soldado Sistema de Classificação AWS A5.29 Dígito 3: este dígito indica a posição de soldagem para o qual o eletrodo é recomendado: 0 - posição plana e horizontal 1 - todas as posições Dígito 4: indica se tratar de um arame tubular com núcleo fluxado Dígito 5: indica a utilização e o desempenho do consumível Dígito 6:designa a composição química do metal depositado ou metal de solda não diluído, pode ter 1 a 3 dígitos (G, B1, B3L, ...) Significado 5º Dígito AWS A5.29 Sistema de Classificação AWS A5.29 Dígito 7: indica se o arame tubular foi homologado com uma mistura gasosa (M) ou CO2 (C) Dígito 8: A letra "J" quando presente nesta posição indica que o eletrodo possui requisitos de tenacidade melhorada e irá depositar metal de solda com propriedades de impacto de pelo menos 20 ft.lbf (27J) a uma temperatura de ensaio de 20°F (10° C) inferior à temperatura indicada para essa classificação na Tabela 1U (pag. 645 AWS A5.29) Dígito 9: indica o hidrogênio difusível, podendo ser H16, H8 ou H4 Arames Eletrodo de Aço Baixa Liga e Fluxos para Soldagem a Arco Submerso de Acordo com AWS A 5.23 Arames Eletrodo de Aço Baixa Liga e Fluxos para Soldagem a Arco Submerso de Acordo com AWS A 5.23 Arames Eletrodo e Fluxos Para Soldagem de Aços Carbono por Processo Eletroescória de Acordo com AWS A 5.25 Arames Eletrodo e Fluxos Para Soldagem de Aços Carbono por Processo Eletroescória de Acordo com AWS A 5.23 Arames Eletrodo e Fluxos Para Soldagem de Aços Carbono por Processo Eletroescória de Acordo com AWS A 5.23 Gases de Proteção para Soldagem de Acordo com AWS A 5.32 Gases de Proteção para Soldagem de Acordo com AWS A 5.32 Classificação de Consumíveis do tipo Flux Cored e Metal Cored para Soldagem de Aço ao Carbono e Aço Baixa Liga de Acordo com a Especificação AWS A5.36 Esta especificação substitui as especificações AWS A5.20 e AWS A5.29 Todos os tipos de arames tubulares utilizados nos processos FCAW e GMAW estão classificados nesta especificação, seguido os seus requisitos Os consumíveis do tipo metal cored, até então eram classificados pelo AWS A5.18 e A5.28 A primeira versão foi publicada em 2012 e recentemente foi revisada Os arames classificados nas especificações antigas estão retidos nesta especificação através da classificação fixa Especificação AWS A5.36 Esta especificação utiliza dois sistemas de classificação: Sistema de classificação fixa Sistema de classificação aberta AWS A5.36 – Sistema de Classificação Fixa Este sistema trata do que ainda é aplicável e foi transferido do AWS A5.20 ou do AWS A5.18 As designações de classificação e requisitos para esses eletrodos específicos estão inalterados em relação aos anteriormente especificados no AWS A5.20 ou AWS A5.18 Estes eletrodos representam a maior parte do que é utilizado do mercado Uma listagem desses eletrodos com seus requisitos é dada na tabela do próximo slide AWS A5.36 – Sistema de Classificação Fixa AWS A5.36 – Sistema de Classificação Fixa Os Arames Tubulares e Metal Cored classificados pelo “sistema de classificação fixa” são classificados para múltiplos passes com base no seguinte: As propriedades mecânicas “como soldado” do metal de solda obtidas com determinada proteção gasosa A posição de soldagem para a qual o eletrodo é indicado Certas características de aplicação (incluindo a presença de gás de proteção) AWS A5.36 – Sistema de Classificação Fixa E XX X T-X 1 2 3 4 Dígito 1: a letra E significa eletrodo Dígito 2: este dígito pode ser representado com um ou dois algarismos e indica a faixa de valores de resistência a tração do metal de solda multiplicado por 10 em ksi (1 ksi = 1000 psi) Dígito 3: indica a posição de soldagem para o qual o eletrodo é recomendado: 0 - posição plana e horizontal 1 - todas as posições - Dígito 4: indica a característica de utilização do consumível, a letra “T” seguida de um número de 1 a 14 ou a letra “G” AWS A5.36 – Sistema de Classificação Aberta Proporciona a flexibilidade para classificar e aumentar a quantidade de tipos de arames com uma variedade de gases de proteção (se houver) e diferentes requisitos de resistência mecânica, composição química do metal de solda e condições de tratamento térmico Três novos tipos de eletrodos, com base na aplicabilidade foram introduzidos no AWS A5.36 (T15, T16 e T17) AWS A5.36 – Sistema de Classificação Aberta Os Arames Tubulares e Metal Cored classificados pelo “sistema de classificação aberta” são classificados para múltiplos passes com base no seguinte: Propriedades mecânicas do metal de solda O documento AWS A5.36 oferece a escolha de 8 níveis de resistência e 11 opções de resistência ao impacto Posição de soldagem para o qual o eletrodo é indicado Características de aplicação (incluindo a presença de gás de proteção) Composição nominal do gás de proteção utilizado Condição de tratamento térmico pós solda (se houver) Composição química do metal de solda Sistema de Classificação Aberta AWS A5.36 A classificação mandatória de um Arame Tubular de acordo com o AWS A5.36 tem a seguinte forma: E XX X TX – X X X – XXX – X – H X (dígitos opcionais) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dígito 1: a letra E significa eletrodo - Dígito 2: este dígito pode ser representado por um ou dois algarismos e indica a faixa de valores de resistência a tração do metal de solda multiplicado por 10 em ksi (1 ksi = 1000 psi) Sistema de Classificação Aberta AWS A5.36 - Dígito 3: indica a posição de soldagem para o qual o eletrodo é recomendado: 0 - posição plana e horizontal 1 - todas as posições - Dígito 4: indica a característica de utilização do consumível, a letra “T” seguida de um número de 1 a 17 ou a letra “G” A letra “T” indica que é um eletrodo do tipo flux cored ou metal cored Quando a letra “T” vier acompanhada da letra “G”, indica que as características de utilização não são especificadas A letra “S” aparecerá no final desta designação quando o eletrodo for desenvolvido para passe simples Sistema de Classificação Aberta AWS A5.36 - Dígito 5: indica a composição nominal do gás de proteção utilizado Caso apareça neste dígito a letra “Z”, estará indicando que o gás de proteção será definido entre fornecedor e comprador Quando não aparecer nenhum dígito nesta posição, significa que o arame é auto protegido - Dígito 6: indica a condição de tratamento térmico no qual os testes foram realizados, podendo aparecer “A”, “P”, ou “G” A – Indicacomo soldado, sem tratamento térmico P – Indica a necessidade de tratamento térmico posterior G – Indica que o tratamento térmico será definido entre fornecedor e comprador Este dígito é omitido quando o eletrodo é indicado para passe simples Tabela Gases de Proteção Sistema de Classificação Aberta AWS A5.36 Dígito 7: indica a temperatura a ser feito o ensaio de impacto a uma energia de 27J O algarismo deste dígito deve ser multiplicado por -10 para se determinar a temperatura do ensaio No A5.36 esta temperatura é representada em °F e no A5.36M em °C Quando este dígito é representado pela letra “Y”, significa que o ensaio de impacto deve ser realizado a 68°F (20°C) Quando este dígito é representado pela letra “Z”, significa que o ensaio de impacto não é requerido Quando este dígito é representado pela letra “G”, significa que o ensaio de impacto será definido entre fornecedor e comprador Teste de Impacto Sistema de Classificação Aberta AWS A5.36 Dígito 8: indica a composição química do depósito Um, dois ou três dígitos podem ser usados para designar a composição química do metal de solda depositado A letra “G” indica que a composição química do depósito não é especificada Quando o eletrodo é indicado para passe simples, este dígito é suprimido Composição Química do Depósito de Solda Sistema de Classificação AWS A5.36 – Suplemento Adicional Dígito 9: indica que a metal de solda atenderá requisitos suplementares de propriedades mecânicas quando depositados em procedimentos de soldagem especiais conforme especificado para aplicações sísmicas (designação “D”) ou para aplicações militares (designação “Q”), é utilizado somente em arames do tipo “flux cored” Dígito 10: indica o hidrogênio difusível, podendo ser H2, H4, H8 ou H16 Designação “D” Designação “D” Designação “Q” (somente aplicável para arames tubulares de aço ao carbono) Hidrogênio Difusível Requisitos de Impacto Opcionais Suplementares A indicação de um requisito de impacto adicional pode aparecer entre parênteses seguida da classificação do arame A indicação suplementar de impacto deve aparecer em todos os rótulos, certificados ou documentação necessária Exemplo: Um arame E81T1-C1A2-Ni1 foi submetido a um teste em que evidenciou que o mesmo foi aprovado em uma solicitação de 50 ft.lbf (68J)@ -40°F (-40°C), o mesmo deverá receber um indicação suplementar de resistência ao impacto: E81T1-C1A2-Ni1 (também atende 50 ft.lbf @-40°F) Designação Suplementar de % Restrita de Mn+Ni nos arames B91 e B92 (Cr-Mo) Uma indicação complementar pode ser incluída nas classes B91 e B92 para indicar a conformidade com teores reduzidos de Mn+Ni (máx. 1,40 conf. Tabela 5 nota J) A indicação “(1.20)” deve ser indicada se o teor máximo de Mn+Ni for de 1,20% e “(1.00)”, caso este teor máximo for de 1,00% Exemplo: E91T1-M21PZ-B91 (1.20) Exemplos de Classificação Como era Como ficou E71T-1/T-9 C (M) E71T1-C1A2-CS1 E71T1-M21A2-CS1 E71T-1 GM H8 E71T1-M21A4-G H8 E71T1-M20A4-G H8 E70C-6M E70T15-M21A4-CS1 E71T8-K6J H8 E71T8-A4K6-H8 E71T8-P4K6-H8 E81T1-Ni1MJ E81T1-M21P8-Ni1 E81T1-M21A8-Ni1 E110C-G E110T15-M21A2-G E71T-8 JD H8 E71T8-A4-CS3-D H8 Classificação Dupla – Considerações Arames Eletrodos de uma classificação não devem ser classificados sob um outra classificação nesta especificação, com exceção dos seguintes: Arames eletrodos classificados utilizando o sistema de classificação fixo sob A5.36 (conforme apresentada na tabela anterior) podem também ser classificados utilizando o sistema de classificação aberta Arames Eletrodos podem ser classificados de acordo com diferentes gases de proteção Arames Eletrodos podem ser classificados “como soldado” e com “tratamento térmico posterior” Interpretações ASME IX – Volume 46 Interpretação IX-98-19 Assunto: QW404 – metais de adição Data de questionamento: 24/09/1999 Arquivo: BC99-409 Questão: É requerida a requalificação quando o metal de adição especificado na EPS e suportado pelo RQPS é movido de uma especificação SFA para outra especificação SFA, ou a classificação AWS é mudada, ou quando um material de adição anteriormente não classificado é classificado pelo fabricante de acordo com uma especificação SFA? Resposta: Não Perguntas???