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08/11/2021 – 12/11/2021 
São Luís - Maranhão - Brasil 
 
EFEITO DA TAXA DE DEPOSIÇÃO DO PROCESSO COM ARAME 
TUBULAR SOBRE A GERAÇÃO DOS GASES CO (MONÓXIDO DE 
CARBONO) E CO2 (DIÓXIDO DE CARBONO) 
 
EFFECT OF THE DEPOSITION RATE OF THE TUBULAR WIRE PROCESS ON 
THE GENERATION OF CO (CARBON MONOXIDE) AND CO2 (CARBON 
DIOXIDE) GASES 
 
Roberta P. B. Reis1, Valter A. D. Meneses2 e Paulo V. C. Caetano3 
 
 
1 - Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica - PPGMEC, Instituto Federal de 
Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão (IFMA), Sao Luis, MA, Brasil. 
Brasil. 
roberta_pbatista@yahoo.com.br 
 
RESUMO 
 
Este trabalho tem como objetivo analisar e avaliar o efeito da taxa de deposição da 
massa/tempo sobre os níveis de emissão dos gases CO e CO2 no processo de soldagem com 
arame tubular. A relevância se torna necessária para verificar a correta regulagem dos 
parâmetros de soldagens e o estudo dos efeitos destes gases no processo tubular. Foi utilizado 
o arame tubular de Ø1,2mm com proteção gasosa 100%CO2 e Ar+25%CO2, mantendo-se fixo 
a corrente 134±5A, velocidade de alimentação 4m/mim, velocidade de soldagem 12cm/mim, 
vazão do gás 12l/mim, variando somente à DBPC entre 12 e 13mm. No estudo foram medidos 
os gases CO e CO2 na posição vertical ±30cm da peça no sentido vertical e na posição da 
sonda instalada na região de respiração do soldador a ±70cm da região da soldagem. Foi feita 
a parametrização para obtenção da maior taxa de deposição e um bom acabamento dos 
cordões através das tensões 23V,24V e 26V.Os resultados mostraram que a taxa de deposição 
é diretamente proporcional a geração de gases, que a mesma aumentou através da corrente, 
tensão, da DBCP e que a taxa de deposição foi maior na mistura gasosa Ar+25%CO2. Também 
houve maior geração de CO nas duas posições de soldagem utilizando os dois tipos de gases, 
os valores gerados de CO chegaram a 864% acima dos limites da NR-15(39ppm) e 674% da 
OSHA(50ppm), enquanto que só houve geração de CO2 na posição de ±30cm da peça, com 
gás de proteção de 100%CO2. 
 
Palavras-chave: taxa de deposição, monóxido de carbono, dióxido de carbono, gases de 
proteção, arame tubular com proteção gasosa. 
 
ABSTRACT 
 
This work aims to analyze and evaluate the effect of the mass/time deposition rate on the 
emission levels of CO and CO2 gases in the tubular wire welding process. Relevance becomes 
mailto:roberta_pbatista@yahoo.com.br
2 
 
necessary to verify the correct adjustment of the welding parameters and the study of the effects 
of these gases on the tubular process. A Ø1.2mm tubular wire with 100% CO2 and 
Ar+25%CO2 gas protection was used, keeping the current 134±5A fixed, feed speed 4m/min, 
welding speed 12cm/min, gas flow 12l /me, ranging only to DBPC between 12 and 13mm. In 
the study, CO and CO2 gases were measured in the vertical position ±30cm of the part in the 
vertical direction and in the position of the probe installed in the breathing region of the welder 
at ±70cm from the welding region. Parameterization was performed to obtain the highest 
deposition rate and a good finish of the beads through voltages 23V, 24V and 26V. The results 
showed that the deposition rate is directly proportional to the generation of gases, which 
increased through the current, tension, from DBCP and that the deposition rate was higher in 
the Ar+25%CO2 gas mixture. There was also greater generation of CO in the two welding 
positions using the two types of gases, the generated values of CO reached 864% above the 
limits of NR-15(39ppm) and 674% of OSHA(50ppm), while there was only CO2 generation at 
the ±30cm position of the part, with 100% CO2 shielding gas. 
 
Keywords: deposition rate, carbon monoxide, carbon dioxide, shielding gases, gas shielded 
tubular wire. 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
Atualmente o mercado mundial e nacional tem exigido o desenvolvimento de novas 
tecnologias em soldagem, no que diz respeito a implantação de novas técnicas e formas, assim 
também quanto ao aprimoramento das técnicas antigas com o objetivo de aumentar a 
produtividade, a qualidade e baixos custos, garantindo dessa forma uma competitividade nas 
indústrias. 
A soldagem com arame tubular (FCAW) surge como uma alternativa para suprir as 
deficiências do processo MIG/MAG. Portanto, este processo utiliza como arame uma fita 
metálica na forma tubular envolvendo um fluxo, a operação é semelhante ao processo 
MIG/MAG e busca garantir, ou até aumentar, a alta eficiência de produção do MIG/MAG, com 
alto desempenho das características operacionais proporcionadas pelo fluxo (melhorias das 
características metalúrgicas e, consequentemente, das propriedades mecânicas). A composição 
química do fluxo pode ser alterada, em função do requerimento do material a ser soldado. Sua 
maior restrição reside no maior custo do consumível, mantendo-se de forma similar a 
complexidade de correlação entre as variáveis que governam o processo [5]. 
O arame tubular tem custo superior ao arame cobreado, no entanto, existe uma 
compensação entre o custo e benefício que o mesmo apresenta, como alta produtividade no 
processo e qualidade do cordão da solda produzido, contribuindo para a compensação dos 
benefícios relacionadas ao elevado custo do arame, a estudos que comprovam também que o 
arame tubular apresenta um desempenho muito maior que o processo MIG/MAG com arame 
maciço [5]. 
A saúde respiratória dos soldadores é afetada pelos gases formados durante os processos 
de soldagem. O dióxido de carbono (CO2) pode ser reduzido e convertido em monóxido de 
carbono (CO), um gás altamente tóxico. Alguns agentes desengordurantes produzem a 
oxidação de vapores que em alguns momentos são utilizados para limpeza de metais de base 
na soldagem, e também contribuem para a formação de gases tóxicos, como o fosgênio [12]. 
O uso de misturas gasosas com o CO2 e até mesmo puro como proteção gasosa externa 
emitem grandes quantidade dos gases CO2 e CO no ambiente de trabalho, capazes de gerar 
asfixia e intoxicação, respectivamente nos trabalhadores. Segundo os autores, a geração desses 
gases não tem dependência direta com a estabilidade do arco e comprimento de arco, na mesma 
3 
 
proporção em que a geração de fumos é sensível a esses fatores, sendo maior a geração de CO2 
e CO de acordo com o aumento do percentual de CO2 na mistura utilizada como gás de 
proteção [13]. 
A norma NIOSH (2002) cita que, além de outros fatores físicos nocivos perigosos, tais 
como ruído, radiações ultravioleta e infravermelha, também substâncias químicas reativas são 
geradas durante a soldagem. Estas incluem substâncias gasosas, tais como O3 (Ozônio), 
monóxido de carbono (CO), óxidos nítricos e partículas, tais como ferro (Fe), cromo (Cr), 
níquel (Ni), manganês (Mn), cobre (Cu) e seus óxidos [12]. 
Quanto a taxa de deposição é definida como a quantidade de metal depositado por 
unidade de tempo, onde é influenciada pelos arames utilizados no processo e também pela 
densidade de corrente. Em relação ao arame tubular, o mesmo possui uma maior densidade de 
corrente que o arame maciço, para uma mesma bitola de arame. Segundo os autores citam uma 
característica diferente na soldagem com arames tubulares é o uso de uma maior extensão 
do arame, principalmente quando se deseja otimizar o processo para altas taxas de 
deposição. Nos arames com proteção gasosa limita-se o uso de grandes extensões de arame 
devido à proteção do gás que pode ficar prejudicada. Recomenda-se valores entre 19 e 38 mm 
[9]. 
 
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Neste trabalho, utilizou-se o processo de soldagem FCAW com arame tubular para 
realização dos ensaios de medição dos gases gerados durante o processo de soldagem com 
arame tubular, foram realizadas soldas sobre chapa, na posição de topo, utilizando como 
material de base barras chatas de aço carbono 1012 com dimensões de 200mm x 35mm x 6mm 
(comprimento x largura x espessura).Nos testes foram usados os gases de proteção externa a 
mistura Ar+25%CO2 e 100%CO2, nas posições de captura do gás emitidos a 30 cm na vertical 
e 70 cm na horizontal da área de soldagem, utilizando-se uma multiprocessos modelo IMC 
Inversal 600 e ângulo de soldagem da tocha de 90º.Especificações técnicas: Corrente nominal: 
320A; Corrente máxima: 600A; Corrente a 100%Fc: 320A/30V; Potência nominal:13KVA, 
conforme Fig. (1), a soldagem acorreu de forma automática utilizando um carrinho denominado 
tartaruga, que é uma adaptação feita para manusear de forma automática a tocha de soldagem 
no sentido horizontal da queima e no seu retorno, com o objetivo de garantir maior 
repetibilidade aos experimentos. 
 
 
Figura 01- (a) Serra fita. (b) Máquina multiprocessos utilizada durante o processo de soldagem. (c) 
Interface Homem máquina da IMC Inversal 600. 
4 
 
 
Foi utilizado o arame tubular do tipo rutílico para soldagem em um único passe ou 
multipasse em todas as posições do tipo (AWS A5.20 E71T-1C) de diâmetro 1,2 mm, destinado 
a soldagem de aços de baixo e médio teor de carbono, soldagem estrutural e construção pesada 
em geral, e as características do arame tubular apresentadas na Tab. (1). Para cada posição de 
soldagem, variou-se somente a DBCP entre 12mm e 13 mm e o gás de proteção (75%Ar-
25%CO2 e 100%CO2), realizando 3 testes para cada uma das tensões de trabalho (23V, 24V e 
26V), totalizando 36 testes. 
 
Tabela 01. Composição química do arame tubular E71T-1C 
 
 
Para o corte das amostras a serem soldadas foi utilizada uma serra de fita marca S. Ramos, 
modelo 260; para a medição dos gases CO2 e CO em ppm, foi utilizado equipamento 
Analisador de gases modelo PC MULTIGÁS, marca NAPRO (ELETRÔNICA INDUSTRIAL 
LTDA). Na figura 02, são mostrados os equipamentos utilizados para corte e soldagem das 
amostras e na figura 03, são mostrados o equipamento utilizado para medição da concentração 
de gases em % de volume. 
Inicialmente foram cortadas as chapas de aço carbono SAE 1012 nas dimensões 200 mm 
de largura pelas dimensões de comprimento da própria chapa, depois foram cortadas na Serra 
Fita, 36 corpos nas dimensões de 200mm x 35mm x 6mm e mais 10 corpos para as 
parametrizações, conforme mostra a ilustra a Fig. (2). Após foram feitas a limpeza nas peças 
utilizando uma esmerilhadeira da marca Bosch, utilizando os discos flepes e de desbastes para 
remoção de partículas e para melhorar o acabamento de cada corpo de prova. 
 
 
Figura 2. (a) Peças cortadas nas dimensões 200mmx35mmx6mm 
O layout da montagem dos equipamentos foi instalado no Laboratório de soldagem do 
IFMA, onde foram montados a máquina de solda interligada à tartaruga que movimenta o bocal 
da tocha da máquina, cilindro de gases 100% CO2 e Ar + 25%CO2, aparelho de coleta de gás, 
conforme a Figura 3. 
5 
 
 
Figura 3. Layout dos equipamentos 
As medições foram realizadas nas posições de soldagem ± 30 cm na vertical em relação 
a chapa a ser soldada, conforme figura 4 (a) e na posição da Sonda instalada na narina do 
soldador a 70 ± cm na horizontal da peça, conforme mostra a figura 4 (b). 
 
Figura 4 (a) posição da sonda a ± 30 cm na vertical e (b) posição da sonda a ± 70 cm na horizontal da 
peça 
A primeira etapa deste trabalho consistiu em obter uma faixa de parâmetros que fossem 
ideais para atender a metodologia proposta e, desse modo, realizar a medição dos gases gerados 
nas soldagens (CO e CO2) com o processo de arame Tubular, sob a proteção de diferentes gases 
(100% CO2 e a mistura Ar+25% CO2). Portanto tomou-se como valores iniciais de tensão os 
valores recomendados pelo fabricante do arame tubular, iniciando os testes na primeira tensão 
sugerida pelo fabricante ESAB. O primeiro passo foi programar na máquina as variáveis fixas: 
a velocidade de alimentação em 4m/min, DBCP de 12 mm, Vazão do gás em 12l/min e variando 
apenas as tensões partindo da primeira sugerida pelo fabricante 23, 24, 25,26,27 e 28 V. Com 
o objetivo de se determinar tanto a velocidade de alimentação (Valim), que levasse à corrente 
média desejada (Im=134 ± 5A), como a velocidade de soldagem (Vs), que resultasse em um 
cordão de solda com volume adequado, foram feitas soldagens mantendo-se fixos à distância 
de bico contato-peça (DBCP) em 12 mm, ângulo da tocha em 10  1º puxando, gás de proteção 
100% CO2, arame tubular do tipo rutílico com proteção gasosa (AWS A5.20 E71T-1C) de 
diâmetro 1,2mm e vazão do gás 12l/min. Com uma velocidade de soldagem (Vs) preliminar 
de 12,1 (cm/min) variou-se sequencialmente a velocidade de alimentação (Valim) até que a 
corrente média desejada fosse atingida, conforme a Tab.2. 
Tabela 2. Parâmetros de regulagem e monitoramento dos testes iniciais para definição das condições 
de Soldagem (corrente média almejada de 134 ± 5A). 
(a) (b) 
6 
 
 
 
Figura 5. Aparência dos cordões de solda em função da tensão de regulagem 
A partir dos parâmetros iniciais levantados no item 4.3, as soldas sobre as chapas de testes 
foram realizadas, varrendo-se a regulagem de tensões de soldagens (23, 24, 25, 26, 27 e 28 V), 
de modo a se obter desde comprimentos de arcos muito curtos a muito longos. Como ao variar 
a tensão, a corrente média (Im) mudou de valor, a mesma foi ajustada para se manter constante, 
através da distância bico de contato-peça. 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Taxa de Deposição 
 
Para encontrar o rendimento de deposição, utilizou-se os valores da massa da chapa antes 
e depois da realização do cordão de solda. Da diferença das massas (levando-se em conta o 
cuidado em se retirar os respingos que ficam na chapa), obteve-se como resultado a massa real 
de material depositada na mesma, que é a própria massa do cordão de solda. Conhecendo-se a 
densidade, o diâmetro e o comprimento do arame utilizado (este último calculado a partir do 
tempo de soldagem e da velocidade de alimentação), foi possível obter a massa de arame que 
foi alimentado. Dividiu-se a massa do cordão pela massa de arame alimentado para assim, obter 
o rendimento de deposição (comumente expresso em porcentagem). 
As medidas do rendimento de deposição () foram realizadas para validar os resultados 
obtidos para as condições de maior e menor taxa de deposição, obtidas através dos resultados 
das soldas feitas com diferentes taxas de deposição, para a obtenção da corrente média (Im = 
134 ± 5A). 
 
Tabela 3. Parâmetros de regulagem e monitoramento dos testes iniciais para definição das condições 
de Soldagem (corrente média almejada de 134 ± 5A). 
 
26 V 27 V 
7 
 
 
Observou-se através da Tab. (3) que as maiores taxas de Td (Taxa de deposição) e Rn 
(Rendimento de deposição) que contribuíram para um bom acabamento dos cordões de solda 
nos testes preliminares foram obtidas nas tensões de 23V e 24V e 26 V, dessa forma foi definida 
como parâmetros de soldagem na pesquisa durante as coletas de gases. 
Na Tabela 4 consta os valores de Taxa de deposição, fusão e consequentemente de 
rendimento para os parâmetros definidos. 
 
Tabela 4. Parâmetros de regulagem e monitoramento dos testes para definição das condições de 
taxa de deposição e rendimento (corrente média almejada de 134  5A) 
 
 
 
A Tabela. 5 mostra a média da taxa de deposição, rendimento e taxa de deposição por 
unidade de comprimento nas duas posições de soldagem, onde observa-se que elas são maiores 
com utilização da mistura gasosa de Ar +25% CO2 do que com a proteção 100% CO2. 
 
 
Tabela 5. Gerações dos gases CO (a) e CO2 (b) relacionada a taxa de deposição e tensão, na 
posição da sonda instalada a ± 30 cm da peça com gás de proteção 100% CO2. 
 
A figura 6 e 7 mostram as relações entre as gerações de CO (Monóxido de carbono), CO2 
(dióxido de carbono), respectivamente em função da tensão e da taxa de deposição, na posição 
da sonda instalada a ± 30 cm da peça na vertical, com gás de proteção 100% CO2. 
Na fig. 6 (a) e (b) observa-seque a geração dos gases CO e CO2 está relacionada 
diretamente proporcional a taxa de deposição e a tensão de trabalho, ou seja, a geração aumenta 
ou diminui conforme aumenta ou diminui a tensão e a taxa de deposição. 
 
U Imédia
Massa 
Inicial
Massa 
Final
Massa do 
cordão
Tempo 
de Arco 
Aberto
Tdeposição 
(pela 
massa)
Taxa de 
Fusão
Rend. De 
Deposiçã
o
(V) (A) (g) (g) (g) (min) (g/min) (g/min) %
1 23 127 437,06 467,7 30,64 1,35 22,70 29,3 77,5
2 24 136 410,81 441,8 30,99 1,36 22,79 29,3 77,8
3 25 131 424,39 453,9 29,51 1,36 21,70 29,3 74,1
4 26 134 470,27 501,1 30,83 1,36 22,67 29,3 77,4
5 27 129 435,89 466,8 30,91 1,36 22,73 29,3 77,6
Exp.
TD
(g/min)
ND
%
TD por unid. 
(g/cm)
100% CO2 22,84 77,9 1,89
Mistura Argonio + 
25% CO2
23,93 81,7 1,98
100% CO2 21,51 73,4 1,78
Mistura Argonio + 
25% CO2
24,07 82,1 1,99
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8 
 
 
Figura 6. Gráfico das gerações dos gases CO (a) e CO2 (b) relacionada a taxa de deposição e 
tensão, na posição da sonda instalada a ± 30 cm da peça com gás de proteção 100% CO2. 
 
Na fig. 7 (a) e (b) observa-se que não houve geração de gases CO2 com a mistura gasosa 
de proteção, no entanto, a tensão e taxa de deposição nesta posição com a mistura gasosa 
mostrou um comportamento diferente em relação dos valores gerados para proteção gasosa 
100% CO2, onde gerou CO fixo para as 3 tensões gerando 100 ppm e em relação ao CO2 não 
houve geração de gás. 
 
 
Figura 7 Gráfico das gerações dos gases CO e CO2 relacionada com a taxa de deposição e tensão, na 
posição da sonda instalada a ± 30 cm da peça com gás de proteção 75%Ar + 25% CO2. 
 
As figuras 8 e 9 mostram as relações entre as gerações de CO2 (dióxido de carbono) e 
CO (Monóxido de carbono), respectivamente em função da tensão e da taxa de deposição, na 
posição da sonda instalada a ± 70 cm da peça, com gás de proteção de 100% CO2. 
Na fig. 8 (a) e (b) observa-se que não houve geração de gases CO2, mesmo sendo 100% 
CO2 como proteção gasosa externa, mas a taxa de deposição é sempre proporcional a tensão de 
trabalho. Na geração do CO houve uma queda em relação a tensão de 24V, mantendo-se 
constante entre a tensão de 23 V e 26V. 
 
(a) (b) 
(a) (b) 
9 
 
 
Figura 8 Gráfico da geração de CO (a) e CO2 (b) em função da taxa de deposição e tensão na posição 
da sonda instalada a ± 70 cm da peça na horizontal, com gás de proteção 100% CO2. 
 
Na fig. 9 (a) e (b) observa-se que não houve geração de gases CO2, com a mistura gasosa 
externa, que a taxa de deposição se mostra sempre proporcional a tensão de trabalho. 
 
 
Figura 9 Gráfico da geração dos Gases CO e CO2 relacionada com a taxa de deposição e tensão, na 
posição da sonda instalada a ± 70 cm da peça com gás de proteção 75%Ar + 25% CO2. 
 
Medições dos gases 
 
As medições das concentrações dos gases gerados CO e CO2 foram realizadas durante as 
soldagens em função do tempo, conforme a tabela 6 constam a média das gerações dos gases 
gerados nos experimentos na posição de soldagem colocando a Sonda a ± 30 cm na vertical em 
relação a chapa a ser soldada. E na tabela 7 a média das gerações na posição da Sonda na narina 
do soldador a 70 ± cm na horizontal da peça. As concentrações de gases gerados serão dadas 
em percentual (%) de Volume e em PPP – Parte por Milhões, devido o aparelho de captura de 
gases medir em percentual por volume e foi necessário converter para PPM, devido as leis 
trabalhistas utilizarem os parâmetros em PPM. Também foram realizadas as médias das 
medições para 30, 60 e 90 segundos para cada gás de proteção externo em cada posição. 
A formula utilizada para conversão de Percentual de volume em ppm foi multiplicar cada 
valor encontrado por 1.000.000 e depois dividir por 100. 
 
 PPM = (% x 1.000.000) / 100 Eq. (6.2) 
Onde: 
PPM = Parte por milhões 
% = Percentual em volume 
 
(a) (b) 
(a) (b) 
10 
 
As Fig. 6 e 7 mostram as relações entre as concentrações de CO (Monóxido de carbono) 
e CO2 (Dióxido de carbono), respectivamente, em percentual de volume conforme captado pelo 
aparelho de medição e em PPM, em função do gás de proteção para os tempos de 30 s, 60 s e 
90 s. 
 
Tabela 6. Concentrações de CO e CO2 na posição da Sonda instalada a ± 30 cm na Vertical em 
relação a peça. 
 
 
Verifica-se que o aumento do tempo para se fazer a coleta não interfere nos resultados, 
apesar de que, naturalmente, quanto maior o tempo maiores os teores de CO e CO2 na região 
do sensor. Neste estudo observou-se que quanto maior a composição de CO2 como proteção 
gasosa externa, mais foi gerado os gases CO e CO2 no arco, enquanto que na mistura na 
composição gasosa manteve-se constante e gerou apenas CO. Observado também que não há 
efeito da tensão (ou do comprimento de arco ou da estabilidade de transferência) na geração 
dos gases CO e CO2. 
 
Tabela 7 – Concentrações de CO e CO2 na Posição da Sonda na narina do soldador a ± 70 cm na 
horizontal da peça. 
 
 
 
Em relação a posição da sonda fixada na narina do soldador a uma distância de ± 70 cm 
na horizontal da peça soldada, não gerou nada de CO2, nem mesmo utilizando o gás 100% CO2 
e se manteve constante os valores capturados no aparelho de medição de gases. 
 
Geração dos gases CO e CO2 na posição a ± 30 cm com proteção gasosa de 100% CO2 
 
Para a análise estatística dos dados aquisitados, foi utilizado o método de análise de 
variância (ANOVA) e teste de Tukey, a fim de identificar se existiu variação significativa entre 
os dados (Montgomery, 2001). Para isso, foram comparados os dados de geração de CO2 e 
CO, em dois grupos: um referente aos testes com gás de proteção 100% CO2 e outro referente 
aos testes com gás de proteção Ar+25% CO2. 
Para a realização desta análise, foi utilizado o software Origin. Na tabela 6.3, temos a 
tabela da ANOVA juntamente com o teste de Tukey, para os dados de geração de CO e CO2, 
respectivamente, na solda com gás de proteção 100% CO2. 
% Vol. PPM % Vol. PPM % Vol. PPM % Vol. PPM % Vol. PPM % Vol. PPM
23 0,01 133 0,00 0 0,01 133 0,03 333 0,02 200 0,07 667
24 0,04 367 0,03 333 0,03 300 0,07 667 0,03 333 0,07 667
26 0,01 100 0,00 0 0,01 67 0,00 0 0,01 67 0,00 0
23 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0
24 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0
26 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0
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5
%
 
C
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Gas de 
proteção
Tensão CO CO2 (PPM)
90s
CO CO2
30s 60s
CO CO2
% Vol. PPM % Vol. PPM % Vol. PPM % Vol. PPM % Vol. PPM % Vol. PPM
23 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0
24 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0 0,00 33,3 0,00 0
26 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0
23 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0
24 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0 0,01 100 0,00 0
26 0,01 133,33 0,00 0 0,01 100 0,00 0 0,01 66,67 0,00 0
CO CO2
G
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Gas de 
proteção
Tensão
30s 60s 90s
CO CO2 (PPM) CO CO2
11 
 
A tabela 8 mostra análise da variância entre os valores medidos dos gases gerados 
de CO e CO2 relacionando com as tensões de 23V, 24V e 26V, com gás de proteção de 100% 
CO2. Onde mostra que os valores analisados estatisticamente são significantemente diferentes 
e no teste de Thukey a relação entre as concentrações entre as tensões 24V / 23V e 26V e24V 
indica que a média entre elas são significantes. 
 
Tabela 8 (a) ANOVA e teste de Tukey para geração de CO com uso de gás de proteção 100% CO2. 
(b) ANOVA e teste de Tukey para geração de CO2 com uso de gás de proteção 100% CO2. 
(a) (b) 
 
 
Na fig. 10 mostra a geração dos gases CO e CO2 em formagráfica em função do tempo 
de soldagem e da tensão utilizada em cada processo na posição da sonda de captação instalada 
a ± 30 cm da peça na vertical, com proteção de gás de 100% CO2. 
 Observa-se pelo gráfico que a geração do CO (a) aumenta em relação tanto ao aumento 
do tempo de soldagem (30s, 60s e 90s) quanto em relação ao aumento da tensão, portanto em 
relação ao CO2, a geração manteve-se zerada na tensão de 26V e apresentou um mesmo valor 
de geração no tempo de 90s, enquanto que nos demais tempos medidos foram diferentes. 
Notou-se que a tensão tem influência sobre os valores de gases gerados, que quanto 
maior a tensão, menor a geração de gases, principalmente na geração do CO2, sobre a proteção 
100% CO2. 
Foi evidente também no estudo que a geração principalmente de CO atingiu valores 
médios elevadíssimos, como 367 ppm, que ultrapassa os limites de tolerância em 864% acima 
dos valores estipulados pela NR-15 (39ppm) e 674% em relação a OSHA (50ppm) e para o 
CO2 o maior valor médio atingiu 667ppm, mas ficou dentro dos limites de tolerância 
estipulados pela NR-15 (3900ppm) e pelos limites permissíveis de exposição da OSHA (5000 
ppm). 
 
 
Figura 10. Gráfico da (a) Geração dos gases CO e (b) geração dos gases CO2 em relação ao 
tempo com gás de proteção 100%CO2 na posição da sonda instalada a ± 30 cm da peça na vertical. 
 
Geração dos gases CO e CO2 na posição a ± 30 cm com proteção externa e 75%Ar+25% CO2. 
Overall ANOVA
DF Mean Square Fvalue Prob>F
Model 2 51429,77778 51,746 1,65E-04
Error 6 883,88889
Total 8
 Hipótese Alternativa: As médias de um ou mais níveis são diferentes
DF SEM qValue Prob Alpha Sig LCL UCL
24V 23V 2 25,74087 9,77939 0,0011 0,05 1 99,01804 256,98196
26V 23V 6 25,74087 4,24872 0,05411 0,05 0 -156,31529 1,64863
26V 24V 8 25,74087 14,02811 1,49E-04 0,05 1 -334,31529 -176,35137
MeanDift
178
-77,33333
-255,33333
 Sig 1 indica que a diferença das médias é significante em um nível de 0,05.
 Sig 0 indica que a diferença das médias não é significante em um nível de 0.05.
Tukey Test
 Hipótese Nula: as médias de todos os níveis são iguais
Sum of Squares
102859,5556
5963,33333
108822,8889
 Em um nível de 0,05, as médias das populações são significativamente diferentes
Overall ANOVA
DF Mean Square Fvalue Prob>F
Model 2 234654,3333 4,74344 0,05815
Error 6 49469,22222
Total 8
 Hipótese Alternativa: As médias de um ou mais níveis são diferentes
DF SEM qValue Prob Alpha Sig LCL UCL
24V 23V 2 181,60254 1,7314 0,48296 0,05 0 -334,88645 779,55311
26V 23V 6 181,60254 2,5958 0,2371 0,05 0 -890,55311 223,88645
26V 24V 8 181,60254 4,3272 0,05052 0,05 0 -1112,88645 1,55311
MeanDift
222,33333
-333,33333
-555,66667
 Sig 1 indica que a diferença das médias é significante em um nível de 0,05.
 Sig 0 indica que a diferença das médias não é significante em um nível de 0.05.
Tukey Test
 Hipótese Nula: as médias de todos os níveis são iguais
Sum of Squares
469308,6667
296815,3333
766124
 Em um nível de 0,05, as médias das populações são significativamente diferentes
(a) (b) 
12 
 
 
Para a realização desta análise, foi utilizado o software Origin. Na tabela 6.4, temos a 
tabela da ANOVA, para os dados de geração de CO (a) e CO2 (b), respectivamente, na solda 
realizada a ± 30 cm da peça na vertical. Onde a tabela 6.4 mostra análise da variância entre os 
valores medidos dos gases gerados de CO e CO2 relacionando com as tensões de 23V, 24V e 
26V, com gás de proteção de 75%Ar + 25%CO2. Onde mostra que as informações analisadas 
são insuficientes para tirar uma conclusão, devido os valores gerados não apresentarem 
diferenças significativas entre seus valores, ou seja, todas os valores gerados foram iguais. 
 
Tabela 9 (a) ANOVA para geração de CO com uso de gás de proteção 75% Argônio e 25% CO2. 
(b) ANOVA para geração de CO2 com uso de gás de proteção 75% Argônio+ 25% CO2. 
(a) (b) 
 
 
Na fig. 11 mostra a geração dos gases CO e CO2 em forma gráfica em função do tempo 
de soldagem e da tensão utilizada em cada processo na posição da sonda de captação instalada 
a ± 30 cm da peça na vertical, com proteção de gás de 75% Ar + 25% CO2. 
Observa-se pelo gráfico que a geração do CO (a) e CO2 não teve interferência da tensão 
e nem do tempo de soldagem (30s, 60s e 90s), tendo em vista que na geração CO os valores 
gerados são iguais em 100ppm enquanto que em relação ao CO2, não houve a geração de CO2. 
 
 
Figura 11. Gráfico da (a) Geração dos gases CO e (b) geração dos gases CO2 em relação ao 
tempo com gás de proteção 75% Argônio + 25% CO2 na posição da sonda instalada a ± 30 cm da peça 
na vertical. 
 
Geração dos gases CO e CO2 na posição ± 70 cm com proteção externa 100% CO2. 
 
Para a análise estatística dos dados aquisitados, foi utilizado o método de análise de 
variância (ANOVA), a fim de identificar se existiu variação significativa entre os dados 
(Montgomery, 2001). Para isso, foram comparados os dados de geração de CO e CO2, em dois 
grupos: um referente aos testes com gás de proteção 100% CO2 e outro referente aos testes 
com gás de proteção Ar+25% CO2 na posição de soldagem de ± 70 cm na região de respiração 
do soldador. 
Para a realização desta análise, foi utilizado o software Origin. Na tabela 10, temos a 
tabela da ANOVA juntamente com o teste de Tukey, para os dados de geração de CO e CO2, 
respectivamente, na solda com gás de proteção 100% CO2. 
Overall ANOVA
DF Mean Square Fvalue Prob>F
Model 2 0
Error 6 0
Total 8
Sum of Squares
0
0
0
Não há informações suficientes para tirar uma conclusão
Overall ANOVA
DF Mean Square Fvalue Prob>F
Model 2 0
Error 6 0
Total 8
Sum of Squares
0
0
0
Não há informações suficientes para tirar uma conclusão
(a) (b) 
13 
 
A tabela 10 mostra análise da variância entre os valores medidos dos gases gerados de 
CO e CO2 relacionando com as tensões de 23V, 24V e 26V, com gás de proteção de 100% 
CO2. Onde mostra que os valores analisados estatisticamente são significantemente diferentes 
para a geração do CO e insuficiente para tirar uma conclusão em relação aos dados devidos 
não terem gerado CO2 com a mistura nesta posição. 
 
Tabela 10 (a) ANOVA e teste de Tukey para geração de CO com uso de gás de proteção 100% CO2. 
(b) ANOVA e teste de Tukey para geração de CO2 com uso de gás de proteção 100% CO2. 
 (a) (b) 
 
 
Na fig. 12 mostra a geração dos gases CO e CO2 em forma gráfica em função do tempo 
de soldagem e da tensão utilizada em cada processo na posição da sonda de captação instalada 
a ± 70 cm da peça na vertical, com proteção de gás de 100% CO2. 
 Observa-se pelo gráfico que a geração do CO (a) foram iguais na tensão de 23V e 24V 
nos tempos medidos de 30s, 60s e 90s, enquanto que na tensão de 26V teve uma queda na 
geração aos 90s medidos. Em relação ao CO2 não houve geração nem nenhuma tensão e 
tempo. 
Da mesma forma o limite de tolerância gerado do CO ultrapassou os de tolerância em 
256% acima dos valores estipulados pela NR-15 (39ppm) e 200% em relação a OSHA (50ppm) 
e para o CO2 não foi gerado nenhum valor. 
 
 
Figura 12. Gráfico da (a) Geração dos gases CO e (b) geração dos gases CO2 em relação ao 
tempo com gás de proteção 100% CO2 na posição da sonda instalada a ± 70 cm da peça na vertical 
 
6.Geração dos gases CO e CO2 na posição a ± 70 cm com proteção externa 75%Ar+25% CO2 
 
Para a análise estatística dos dados aquisitados, foi utilizado o método de análise de 
variância (ANOVA) e teste de Tukey, a fim de identificar se existiu variação significativa entre 
os dados (Montgomery, 2001). Para isso, foram comparados os dados degeração de CO2 e 
CO, em dois grupos: um referente aos testes com gás de proteção 100% CO2 e outro referente 
aos testes com gás de proteção Ar+25% CO2. 
Para a realização desta análise, foi utilizado o software Origin. Na tabela 11, temos a 
tabela da ANOVA juntamente com o teste de Tukey, para os dados de geração de CO e CO2, 
respectivamente, na solda com gás de proteção 75%Ar+25% CO2. 
Overall ANOVA
DF Mean Square Fvalue Prob>F
Model 2 494,32111 1 0,42188
Error 6 494,32111
Total 8
 Hipótese Alternativa: As médias de um ou mais níveis são diferentes
 Em um nível de 0,05, as médias das populações são significativamente diferentes
 Hipótese Nula: as médias de todos os níveis são iguais
Sum of Squares
988,64222
2965,92667
3954,56889
Overall ANOVA
DF Mean Square Fvalue Prob>F
Model 2 0
Error 6 0
Total 8
Sum of Squares
0
0
0
Não há informações suficientes para tirar uma conclusão
(a) (b) 
14 
 
A tabela 11 mostra análise da variância entre os valores medidos dos gases gerados de 
CO e CO2 relacionando com as tensões de 23V, 24V e 26V, com gás de proteção de 
75%Ar+25% CO2. Onde mostra que os valores analisados estatisticamente são 
significantemente diferentes e no teste de Thukey a relação entre as concentrações entre as 
tensões 24V / 23V e 26V/23V e 26V e 24V não são significantes. 
 
Tabela 11 (a) ANOVA e teste de Tukey para geração de CO com uso de gás de proteção 75%Ar 
+ 25% CO2. (b) ANOVA e teste de Tukey para geração de CO2 com uso de gás de proteção 75%Ar 
+25% CO2 
 (a) (b) 
 
 
Na fig. 13 mostra a geração dos gases CO e CO2 em forma gráfica em função do tempo 
de soldagem e da tensão utilizada em cada processo na posição da sonda de captação instalada 
a ± 70 cm da peça na vertical, com proteção de gás de 75%Ar+25% CO2. 
 Observa-se pelo gráfico que a geração do CO (a) que os valores gerados para as tensões 
23V e 24V nos tempos medidos foram iguais, mas em relação a tensão 26V iniciou maior no 
primeiro tempo (30s) e foi diminuindo em relação ao último tempo (90s). Em relação ao CO2 
não houve geração nenhuma. 
Notou-se que nesta analise a tensão não teve influência sobre os valores de gases gerados, 
pois em relação a tensão 26V foi inversa ao que ocorreu na análise do fig. 13, onde a geração 
aumentava em relação ao aumento das tensões. 
Da mesma forma o limite de tolerância gerado do CO ultrapassou os de tolerância em 
256% acima dos valores estipulados pela NR-15 (39ppm) e 200% em relação a OSHA 
(50ppm). 
 
 
Figura 13. Gráfico da (a) Geração dos gases CO e (b) geração dos gases CO2 em relação ao tempo 
com gás de proteção 75%Ar + 25% CO2 na posição da sonda instalada a ± 70 cm da peça na vertical. 
 
CONCLUSÕES 
 
Overall ANOVA
DF Mean Square Fvalue Prob>F
Model 2 0 0 1
Error 6 370,2963
Total 8
 Hipótese Alternativa: As médias de um ou mais níveis são diferentes
DF SEM qValue Prob Alpha Sig LCL UCL
24V 23V 2 15,71191 0 1 0,05 0 -48,20962 48,20962
26V 23V 6 15,71191 0 1 0,05 0 -48,20962 48,20962
26V 24V 8 15,71191 0 1 0,05 0 -4820962 48,20962
 Em um nível de 0,05, as médias das populações são significativamente diferentes
MeanDift
0
0
0
 Sig 1 indica que a diferença das médias é significante em um nível de 0,05.
 Sig 0 indica que a diferença das médias não é significante em um nível de 0.05.
Tukey Test
 Hipótese Nula: as médias de todos os níveis são iguais
Sum of Squares
0,00000
2221,7778
2221,7778
Overall ANOVA
DF Mean Square Fvalue Prob>F
Model 2 0
Error 6 0
Total 8
Sum of Squares
0
0
0
Não há informações suficientes para tirar uma conclusão
(a) (b) 
15 
 
Este trabalho teve como objetivo principal analisar o efeito da Taxa de deposição sob os 
níveis de emissão dos gases CO e CO2 no processo arame tubular. Para atingir esse alvo, alguns 
objetivos específicos foram traçados e dos quais as seguintes conclusões foram obtidas: 
 
▪ A taxa de desposição apresentou em 90% dos testes crescimento proporcional a geração 
dos gases, ou seja, a geração aumentava ou diminuía à medida que aumentava ou 
diminuía a taxa de deposição, principalmente na geração do CO (monóxido de carbono). 
▪ A taxa de deposição também aumentou com o aumento da DBCP, na tensão de 26V ela 
foi aumentada para 13mm e isso contribuiu para um melhor desempenho da taxa de 
deposição. 
▪ Concluiu-se também que com o consumível utilizado ET71-1, gera bastante escorias e 
que ao serem removidas, as mesmas não contabilizam na massa final do cordão 
depositado e dessa forma não contribuiu para uma melhor eficiência da taxa de 
deposição para esse arame tubular. 
▪ Concluiu-se também que a taxa de deposição foi influenciada pela corrente, mesmo 
mantida em ± 134 A, variando somente 5 unidades para mais ou para menos, quanto 
mais aumentou-se a tensão, aumentava a corrente e consequentemente contribuiu com 
o aumento da taxa de deposição. 
▪ A taxa de deposição, rendimento e taxa de deposição por unidade de comprimento em 
ambas as posições de soldagens foi maior utilizando a mistura gasosa do Ar + 25% 
CO2. 
▪ Houve maiores geração de gás CO (monóxido de carbono) considerado altamente 
tóxico nas duas posições de soldagem e nas duas utilizações do gás de proteção externa 
utilizada (100% CO2 e AR +25% CO2). 
▪ A geração de CO2 só foi captada somente na posição de ± 30 cm no sentido vertical da 
peça e na utilização do gás de proteção de 100% CO2. Onde o maior valor médio atingiu 
667ppm, mas ficou dentro dos limites de tolerância estipulados pela NR-15 (3900ppm) 
e pelos limites permissíveis de exposição da OSHA (5000 ppm). 
▪ A geração de CO se manteve constante no valor de 100 ppm em todas as posições de 
soldagem e gás de proteção, exceção somente no início das soldas na posição ± 30 cm 
no sentido vertical e gás de proteção de 100% CO2, que atingiu valores exorbitantes, 
chegando a atingir 367ppm, que corresponde a 864% acima dos limites definidos pela 
NR-15 e 674% em relação a OSHA (50ppm). 
▪ A geração dos gases CO e CO2 teve influência inversamente proporcional em relação 
a tensão utilizada, ou seja, quanto maior a tensão, menor a geração de gases e vice-
versa, principalmente na geração do CO2, sobre a proteção 100% CO2 na posição ± 30 
cm, na outra posição de soldagem (+/- 70cm) e influência da mistura ou mesmo 100% 
CO2 a geração teve pouca influência a tensão. 
▪ Também foi possível confirmar que quanto mais rico de CO2 a composição do gás de 
proteção, mais CO e CO2 são gerados pelo arco. 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Os autores agradecem a todos que contribuíram para a realização deste trabalho. Em particular 
ao IFMA pelo apoio financeiro do Edital PRPGI nº 94, de 22 de julho de 2020, que trata da 
Seleção de Projetos e Dissertações dos discentes vinculados a programas de pós-graduação 
stricto sensu do IFMA e pelo apoio da empresa Napro relacionada a instalação do programa de 
captação dos gases. 
 
16 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
[1] Site: BRASIL. MTE. Ministério do Trabalho e Emprego. Brasília, DF. 1930. 
 
[2] Site: Cintra, Pâmela. Limite de Exposição NR-15 / ACGIH. Enesens, 2018. Disponível em: < 
http://www.enesens.com.br/limites-de-exposicao/>. Acesso em: 29/04/2021. 
[3] Site: FORTES, C. Arame Tubulares, Literatura EASB BR, Contagem, 101 p. Maio, 2004. 
[4] Site: FORTES, C. Soldagem MIG/MAG, Literatura EASB BR, Contagem, 133 p. Maio, 2005. 
[5] Dissertação: GARCIA, R. P. “Uma avaliação dos processos MIG/MAG e Eletrodo Tubular em 
termos de capacidade produtiva, geração de fumos e de respingos, usando consumível para aço 
estrutural”. 2010, 133 p. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia. 
[6] Artigo: GOMES, Enedina Beatriz. Análise do comportamento da soldagem por curto circuito 
aplicado ao processo eletrodo tubular através da metodologia Taguchi. 2006. 119 p. Dissertação 
(Mestrado em Engenharia Mecânica) – Departamentode Engenharia Mecânica, Universidade Federal 
de Itajubá, Itajubá. 2006. 
[7] Livro: HILTON, D. E.; NORRISH, J. Shielding Gases for Arc Welding, Welding & Metal 
Fabrication, p.189-196, may/june, 1988. 
[8] Site: Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH). Disponível em: 
<httpshttp://www.niosh.com.my/>. Acesso em: 12 ago. 2020. 
[9] Artigo: JUNIOR, J.C.S; Luz, M.A; BRANDI, S. D. Comparação da Taxa e Eficiência de 
Deposição entre os Consumíveis ER70S-6 e E71T-1C. Soldagem & Inspeção. São Paulo. Vol. 20, 
Nº 01, pag. 2 – 15, dez 2014. 
[10] Artigo: LUZ, Gelson. Soldagem. Gelsonluz, 2021. Disponível em: < 
https://www.soldagem.gelsonluz.com/2018/09/o-que-e-soldagem.html >. Acesso em: 15 jan. 2021. 
[11] Livro: MARQUES, P.V.; MODENESI, P.J.; BRACARENSE, A.Q. Soldagem, Fundamentos e 
Tecnologia. Editora UFMG, Brazil, 2011. 
[12] Tese: MENESES, Valter Alves de. Efeito da Estabilidade da Transferência Metálica 
(respingos) na Soldagem MIG/MAG por curto-circuito sobre a geração de Fumos e Gases. 2013. 
Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia, 2013. 
[13] Artigo: MENESES, V. A.; GOMES, J. F. P.; SCOTTI, A. The Effect of the Metal Transfer 
Stability (Spattering) on Fume Generation, Morphology and Composition in Short-Circuit MAG 
Welding. In: IIW ANNUAL ASSEMBLY, 2013, Essen. [Proceedings...]. [S.l.:s.n.], 2013. Doc. XII-
2107-13, 212-1261-13. 
[14] Artigo: NASCIMENTO, Alexandre Saldanha, el al. Efeito do Formato de Onda e Gás de 
Proteção sobre a Taxa de Fusão e Geometria do Cordão na Soldagem MIG/ MAG-PV. São Paulo. 
Vol. 17, Nº 01, pag. 41 – 44, Jan/mar 2012. 
[15] Site: NIOSH. National Institute for Occupational Safety and Health. Manual of Analytical Methods, 
USA. 
[16] Site: OCCUPATIONAL SAFETY AND HEALTH ADMINISTRATION (OSHA). Disponível 
em: <https://www.osha.gov>. Acesso em: 20 out. 2020. 
[17] Livro: PEIXOTO, Neverton Hofstadler; FERREIRA, Leandro Silveira. Higiene ocupacional I. 
Santa Maria: UFSM, CTISM; Rede e-Tec Brasil, 2012. 92 p.: il.; 28 cm 
http://www.enesens.com.br/limites-de-exposicao/
17 
 
[18] Dissertação: SOUZA, Daniel. Levantamento de mapas operacionais de transferência metálica 
para soldagem MIG/MAG de aço ao carbono na posição plana. 2010.169 f. Dissertação (Mestrado 
em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2010. 
[19] Artigo: SOUZA, Claudio; FERRARESI, Voltair; Análise Comparativa dos Processos de 
Soldagem GMAW e FCAW com Transferência Metálica por Curto-circuito na Posição 
Horizontal. São Paulo. Vol. 18. Nº 0.3, pag. 268 – 280, jul/set 2013. 
[20] Livro: SCOTTI, Américo.; PONOMAREV, V. Soldagem MIG/MAG: melhor entendimento, 
melhor desempenho, São Paulo: Artliber Editora, 2008. 
[21] Artigo: STARLING, C. M. D.; MODENESI, P. J.; BORBA, T. M. D. Comparação do 
Desempenho Operacional e das Características do Cordão na Soldagem com Diferentes Arames 
Tubulares em Polaridade Negativa. In: Soldagem & Inspeção, São Paulo, v.16, n.4, out/dez 2011. 
p.350- 359. 
[22] Livro: STARLING, C. M. D.; MODENESI, P. J. Proposição de Modelo para a Fusão de Arames 
Tubulares. In: Soldagem & Inspeção, São Paulo, v.12, n.3, jul/set 2007.p.168-178. 
[23] Livro: STARLING, C.M.D.; MODENESI, P. J.; TADEU, M. B. Comparação do Desempenho 
Operacional e das Características do Cordão na Soldagem com Diferentes Arames Tubulares. São 
Paulo, Vol. 14, No. 1, p.010-025, Jan/Mar 2009.