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Livro Módulo II Processos Mecânicos de Fabricação I - Cáp 2

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CONFORMAÇÃO 
MECÂNICA E 
SOLDAGEM
Ederval de Souza 
Lisboa
 
Soldagem por 
eletrodos revestidos
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Reconhecer conceitos que envolvem o processo de soldagem por 
eletrodo revestido.
 � Identificar aplicações referentes ao processo de soldagem por eletrodo 
revestido.
 � Caracterizar equipamentos empregados no processo de soldagem 
por eletrodo revestido.
Introdução
Até o final do século XIX, o emprego dos processos de soldagem se dava, 
em grande parte, com o uso de altos-fornos. O uso de energia elétrica no 
processo de soldagem era visto com bons olhos, mas ocorria de forma 
tímida em razão dos maus resultados em pesquisa.
No início do século seguinte, Oscar Kjellberg, um engenheiro naval 
formado pela Escola Técnica de Bremen (Hochschule Bremen), insatisfeito 
com os métodos de reparo e remendos usados nos navios, feitos em cal-
deiras a vapor e nos componentes de máquinas no Porto de Gotemburgo 
(em sueco, Göteborgs hamn), aprofundou-se em um estudo detalhado 
sobre o emprego de energia elétrica no processo de soldagem e con-
seguiu, em 1904, realizar a soldagem elétrica com eletrodo revestido. O 
revestimento, feito com uma camada de cal, proporcionou estabilidade 
ao arco elétrico, num trabalho que envolvia soldar os cilindros e as mangas 
do aparelho de ancoragem do canhoneiro H. M. Svensksund, que havia 
congelado e quebrado. Nesse mesmo ano, Oscar Kjellberg fundou a Em-
presa de Soldagem Elétrica (ESAB, sigla que, em sueco, significa Elektriska 
Svetsnings-Aktiebolaget) e em 1907 solicitou a patente da soldagem por 
eletrodo revestido, conforme mostra a Figura 1.
Anos depois, após o assassinato do herdeiro ao trono do Império 
Austro-Húngaro, o arquiduque Francisco Fernando, teve início a Primeira 
Guerra Mundial (que durou de 28 de julho de 1914 a 11 de novembro de 
1918), que gerou uma demanda ainda maior por processos industriais 
mais rápidos e eficientes, alavancando o setor industrial em muitos países. 
A partir de então, o emprego de soldagem por eletrodo revestido só 
se intensificou, chegando a um patamar de popularidade ainda pouco 
alcançado por outros processos industriais, devido à simplicidade do 
equipamento, à resistência e qualidade das soldas, e ao baixo custo.
Figura 1. Patente requerida por Oscar Kjellberg.
Fonte: ESAB (2005).
Soldagem por eletrodos revestidos2
Soldagem por eletrodo revestido: conceitos
A soldagem a arco elétrico por eletrodo revestido (Shielded Metal Arc Wel-
ding — SMAW), consiste na passagem de uma corrente elétrica através do 
ar ou outro meio fluido, gerando uma temperatura adequada para se alcançar 
a fusão do material-base e do eletrodo.
Seguindo as especificações da norma AWS D1.1/D1.1M, o eletrodo re-
vestido (covered electrode), feito com uma alma metálica recoberta por um 
revestimento composto por minerais e vários produtos químicos, é responsável 
pela abertura do arco, ao tocar rapidamente a peça a ser soldada e, assim, gerar 
um curto-circuito, e exerce o papel de metal de adição para a junta soldada.
A alma do eletrodo (electrode core) se trata do núcleo metálico do eletrodo 
revestido, cuja seção transversal apresenta uma forma circular maciça.
O revestimento confere ao processo uma maior facilidade na abertura do 
arco, além de aumentar sua estabilidade, queimando de forma suave, numa 
situação ideal, mesmo a baixas correntes. Após a queima, gerada pela magnitude 
do calor alcançado (que pode chegar a 6000 K), o revestimento libera fumos 
que protegem a poça de fusão da atmosfera ao seu redor, sobretudo do oxigênio 
e do nitrogênio, que ao se combinarem com o ferro, dão origem a nitretos de 
ferro e óxidos de ferro, que causam fragilidade e porosidade ao metal de solda.
O arco elétrico é o responsável pela transferência do metal fundido até a 
poça de fusão, dando origem ao metal de solda. Durante a soldagem, para 
garantir uma boa qualidade do cordão de solda, é importante que a distância 
entre a peça e o eletrodo seja a menor possível. Nessas condições, na extre-
midade do eletrodo surge uma cratera que contribui com o direcionamento 
do fluxo do arco elétrico.
Formada do revestimento do eletrodo e das impurezas do metal de base, 
segundo a norma ASME IX, a escória flutua sobre a poça de fusão e controla 
a taxa de resfriamento do cordão de solda. Também controla o contorno, a 
uniformidade e a aparência geral do cordão de solda, protegendo a poça de 
fusão da contaminação atmosférica. Agindo como purificadora, a escória 
aprisiona as impurezas que são levadas à superfície.
Após o processo de soldagem, a escória, que se solidifica sobre o cordão 
de solda, deve ser removida com o trabalho mecânico de impacto chamado 
martelamento (peening). A limpeza também pode ser feita com o uso de uma 
escova de aço apropriada.
3Soldagem por eletrodos revestidos
A Tabela 1 mostra a composição e função dos constituintes do revestimento 
de alguns eletrodos, enquanto a Figura 2 ilustra o mecanismo de soldagem 
por eletrodo revestido.
Fonte: ESAB (2005).
Classe Composição Função Proteção
E6010 Celulose 
(C6H10O5)
35% Formador 
de gases
40% H2
40% CO 
+ 
CO2
20% H2O
Rutilo (TiO2) 15% Formador 
de escória 
(estabilizador 
do arco)
Ferro- 
-manganês
5% Desoxidante 
(ferro-liga)
Talco 15% Formador 
de escória 
Silicato de 
sódio
25% Aglomerante 
(agente fluxante)
Umidade 5%
E7018 Carbonato 
de cálcio
30% Formador de fases 
(agente fluxante)
80% CO
20% CO2
Fluorita 
(CaF2)
20% Formador de 
escória (agente 
fluxante)
Ferro- 
-manganês
5% Desoxidante 
(ferro-liga)
Silicato de 
potássio
15% Aglomerante 
(estabilizador 
do arco)
Pó de ferro 30% Agente de 
decomposição
Umidade 0,1%
Tabela 1. Características dos constituintes do revestimento de alguns eletrodos.
Soldagem por eletrodos revestidos4
Machado (1996) afirma que o processo de soldagem por eletrodo revestido 
(Figura 2) é apropriado para as ligas metálicas que possuam, no mínimo, os 
seguintes consumíveis disponíveis: aços ao carbono, baixa liga, resistentes 
à corrosão e altamente ligados; ferros fundidos; alumínio; cobre; níquel. 
Entretanto, o mesmo não vale para ligas com ponto de fusão muito baixo, 
tais como chumbo, estanho ou zinco, devido à intensa energia gerada pelo 
arco elétrico, e nem para aquelas extremamente reativas, corno zircônio ou 
titânio, por não oferecer proteção suficiente à contaminação e/ou reação do 
metal fundido com os gases da atmosfera.
Figura 2. Mecanismo de solda com eletrodo revestido.
Fonte: Adaptada de Eutectic Castolin (2017).
Escória
Solidi�cada
Metal de solda
solidi�cado
Revestimento
fundido Eletrodo
Atmosfera 
protetora
Escória
Líquida
Direção de
soldagem
Revestimento
Alma
Cratera
Gota
do metal
de adição
Poça
de fusão
Comprimento do
arco elétrico
Metal Base
5Soldagem por eletrodos revestidos
Aços-liga são ligas de ferro e carbono com adição de outros elementos, tais como: 
níquel (Ni), cromo (Cr), molibdênio (Mo), manganês (Mn), vanádio (V), tungstênio (W), 
cobalto (Co), silício (Si), alumínio (Al), etc., que fornecem propriedades distintas aos 
aços. Contudo, a principal finalidade dessas ligas é oferecer aos aços características 
especiais, tornando-os adequados aos diferentes fins, de acordo com as exigências 
técnicas da engenharia contemporânea.
Os aços-liga são vulgarmente designados pelo nome do elemento ou elementos que 
exercem influência nas suas características, independentemente do seu teor ou teores 
que entram na composição. Podem ser chamados de: aço-níquel, aço-molibdênio, 
aço-níquel-cromo, aço-cromo-níquel-molibdênio, aço-manganês.
Dentre os processos de soldagem, o realizado por eletrodo revestido não é 
o mais eficiente, pois se apresenta tipicamente como um processo manual, cuja 
performance depende diretamente da habilidade do soldador. No entanto, esse 
é um dos processos com maior versatilidade, podendo ser aplicado em todos 
os tipos de juntas e em todas as posições,segundo a especificação do eletrodo.
Comparada a outros, a taxa de deposição (kg/h) nesse processo é, geral-
mente, muito baixa, ficando entre 1 e 5 kg/h. A Figura 3 mostra um exemplo 
da taxa de adição para alguns tipos de eletrodo. Por outro lado, a eficiência de 
deposição (%) costuma ser fornecida pelo fabricante do eletrodo. A seguir, é 
possível verificar a equação aplicada para se alcançar tais valores; a Tabela 2 
traz alguns exemplos dessa informação.
Ef (%) = Massa do metal depositadoMassa total do eletrodo × 100
Soldagem por eletrodos revestidos6
Figura 3. Taxa de deposição de eletrodos revestidos com 4 mm de diâmetro.
Fonte: Adaptada de ESAB (2005).
LI
BR
AS
 P
O
R 
H
O
RA
kg
/h
7 3,2
2,7
2,3
1,8
1,4
0,9
6
5
4
3
2
150
E6010
E6013
E7018
E70
24
200 250
TAXA DE DEPOSIÇÃO
ELETRODOS REVESTIDOS
DIÂMETRO 4,0mm
Fonte: ESAB (2005).
Classe Eficiência de deposição média (%)
E6010 63,8
E6011 68,5
E6012 66,9
E6013 66,8
E6014 64,6
E6016 62,8
E6018 69,5
E6020 65,2
E7024 66,8
E7027 68,6
Nota: inclui perda de ponta de 50 mm.
Tabela 2. Eficiência de deposição de eletrodos revestidos para aços carbono.
7Soldagem por eletrodos revestidos
Confira no artigo do link abaixo um estudo sobre o papel do pó de ferro no mecanismo 
de deposição de eletrodos revestidos. 
https://goo.gl/31VLbo
Soldagem por eletrodo revestido: aplicações
Apesar da soldagem por eletrodo revestido se destacar dos demais processos 
devido à sua versatilidade, a limitação se dá basicamente na condição intrínseca 
do uso do eletrodo, ou seja, não se pode soldar todos os tipos de materiais com 
todos os tipos de eletrodo.
Os eletrodos para aço carbono são classificados, segundo a norma AWS 
D1.1/D1.1M:2010, com base nas propriedades mecânicas do metal de solda, 
no tipo de revestimento, na posição de soldagem e no tipo de corrente, al-
ternada (CA) ou contínua (CC). A Figura 4 mostra a codificação da norma 
e a Figura 5 apresenta as posições de soldagem. Outro importante órgão de 
engenharia, a American Society of Mechanical Engineers (ASME), utiliza tanto 
as especificações quanto os requisitos de eletrodos da AWS integralmente, 
adicionando as letras SF antes do número da especificação, fazendo com que 
a especificação AWS A5.1 se transforme em ASME SF A5.1. Sempre que 
possível, a escolha do eletrodo deve ser feita com base nos níveis apropriados 
de resistência e no serviço pretendido para a junta soldada (AMERICAN 
SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS, 2004).
Soldagem por eletrodos revestidos8
https://goo.gl/31VLbo
Figura 4. Classificação de eletrodos revestidos para aços carbono, segundo a AWS.
Fonte: Balmer [2015?].
9Soldagem por eletrodos revestidos
Figura 5. Posições de soldagem: 1G, 1F, 2G, 2F, 3G, 3F, 4G, 4F, 5G, 5F e 6G. 
Fonte: Lincoln Electric (2016).
A partir das informações disponíveis dos principais fabricantes de consu-
míveis (como ESAB, Lincoln Eletric e Denver), é possível fazer as seguintes 
afirmações acerca dos eletrodos revestidos:
Os eletrodos com revestimento celulósico possuem uma alta inserção e 
pouca formação de escória, sendo, portanto, de fácil remoção. Apresentam 
elevada produção de gases (CO2, CO, H2, H2O) resultantes da combustão dos 
materiais orgânicos, sobretudo da celulose, e, por esse motivo, a aplicação 
em materiais sujeitos a trincas por hidrogênio deve ser evitada. A ressecagem 
desses consumíveis não é recomendada.
Soldagem por eletrodos revestidos10
Os eletrodos com revestimento rutílico — que apresenta até 50% de rutilo 
(TiO2) — possuem média inserção; a escória formada é de rápida solidifica-
ção e fácil remoção. O metal de solda pode apresentar um elevado nível de 
hidrogênio (até 30 mL/100g). Para se evitar porosidade grosseira no metal de 
solda, a ressecagem em temperaturas pouco elevadas é recomendada.
Os eletrodos com revestimento básico possuem as melhores propriedades 
mecânico-metalúrgicas, especialmente tenacidade, entre todos os eletrodos. 
Propicia cordão de média inserção e perfil plano ou convexo; a escória formada 
é de fácil remoção. Por ser altamente higroscópio, mesmo após poucas horas 
em contato com a atmosfera, a ressecagem a temperaturas relativamente altas 
é recomendada.
Os eletrodos de altíssimo rendimento possuem revestimento (rutílico/
básico) com adição de pó de ferro, que proporciona um aumento em sua taxa 
de deposição. Como resultado, há um aumento na fluidez da escória, pela 
formação de óxido de ferro, e na estabilidade do arco. Com isso, as ocorrên-
cias de mordeduras são reduzidas, por conta da alta intensidade de corrente. 
Contudo, pode haver redução da tenacidade do metal de solda.
A Tabela 3 traz alguns exemplos de temperaturas e tempos utilizados para 
a ressecagem de eletrodos revestidos.
Fonte: ESAB (2005).
Tipo de eletrodo
Temperatura 
efetiva no pacote 
de eletrodos (ºC)
Tempo real na 
temperatura 
efetiva (h)
Básicos 325 ± 25 1,5 ± 0,5
Altíssimo rendimento 275 ± 25 1,5 ± 0,5
Rutílico 80 ± 10 1,5 ± 0,5
Ferro fundido 80 ± 10 1,5 ± 0,5
Inoxidáveis rutílicos 275 ± 25 1,5 ± 0,5
Inoxidáveis básicos 225 ± 25 1,5 ± 0,5
Tabela 3. Temperatura e tempo empregados para ressecagem.
11Soldagem por eletrodos revestidos
Para se obter uma junta soldada de qualidade, é essencial conhecer os 
constituintes e as propriedades do metal de base, pois essas informações são 
indispensáveis para a correta seleção do eletrodo.
Em chapas de pequena espessura, são indicados eletrodos de baixa inserção; 
já para chapas de espessura maior, os eletrodos com alta inserção são os mais 
adequados. Quando da realização do passe de raiz, preferencialmente devem 
ser utilizados os eletrodos de maior inserção; já para os passes de enchimento, 
são recomendados os eletrodos com alta taxa de deposição.
A seguir, são relacionados alguns tipos de eletrodos e suas principais 
aplicações, conforme especificações das normas AWS D1.1/D1.1M, e ASME 
IX. Para outras referências, as próprias normas devem ser consultadas, ou, 
ainda, o próprio fabricante dos eletrodos.
 � E6010: Revestimento celulósico; indicado para todas as posições; cor-
rente CC+; resistência mínima de 413 MPa; possui grande inserção; 
uso geral em aços comuns; aplicável em diferentes equipamentos, tais 
como implementos agrícolas, construção naval, estruturas metálicas, 
tubulações, etc. 
 � E6013: Revestimento rutílico (potássio); indicado para todas as posições; 
correntes CC+ CC- e CA; resistência mínima de 413 MPa; possui arco 
estável; projetado principalmente para aplicação em chapas finas.
 � E7010: Revestimento celulósico; indicado para todas as posições; cor-
rente CC+; resistência mínima de 482 MPa; possui grande inserção; 
uso geral em aços comuns; aplicável em diferentes equipamentos, tais 
como implementos agrícolas, construção naval, estruturas metálicas, 
tubulações, etc. 
 � E7018: Revestimento básico (pó de ferro); de baixo hidrogênio (quando 
ressecado corretamente); indicado para todas as posições; correntes 
CC+ e CA; resistência mínima de 482 MPa; uso geral em aços comuns; 
aplicável em aços carbono (inclusive com alto teor de carbono), aços 
de alta resistência e aços de baixa liga.
Soldagem por eletrodos revestidos12
Dicas para ressecagem:
 � não prolongar a ressecagem por tempo além do recomendado pelo fabricante 
do consumível;
 � controlar adequadamente a temperatura/tempo de ressecagem;
 � evitar ressecagem de grandes quantidades;
 � guardar os eletrodos ressecados em estufas apropriadas;
 � a ressecagem minimiza o hidrogênio proveniente da umidade do revestimento 
em eletrodos de baixo hidrogênio;
 � seguir as recomendações do fabricante do consumível sempre que possível;
 � aplicar, em fornos adequados, para eletrodos básicos, de altíssimo rendimento, 
rutílicos e para ferros fundidos e inoxidáveis;
 � evitar para celulósicos;
 � realizar manutenção em estufas próprias.
Para saber mais sobre a seleção de consumíveis e equipamentos, acesse o link abaixo e 
conheça a Calculadora de Solda Eletrodo RevestidoBoxer, que contém os parâmetros 
ideais para o trabalho de soldagem, a máquina ideal para a aplicação, a bitola de 
arame correto para soldar determinada espessura de chapa e as espessuras de chapas 
possíveis de serem soldadas com determinada bitola de eletrodo.
https://goo.gl/Mn2hmh 
Soldagem por eletrodo revestido: 
equipamentos
Dentre os equipamentos aplicáveis para processos de soldagem, os itens rela-
cionados ao processo por eletrodo revestido é o que possui menor custo, sendo 
esse um dos principais diferenciais do processo.
13Soldagem por eletrodos revestidos
https://goo.gl/Mn2hmh
Na composição da configuração básica, temos (Figura 6): 
Figura 6. Configuração dos equipamentos para soldagem por eletrodo revestido.
Fonte: Heavypong/Shutterstock.com.
A partir das informações disponibilizadas pelos fabricantes de equipamen-
tos (como ESAB, Lincoln Eletric, Balmer, Boxer Soldas e Denver), é possível 
fazer as seguintes afirmações:
Fonte de energia: sua função é transformar a energia da rede elétrica (alta 
tensão e baixa corrente) em energia de soldagem (baixa tensão e alta corrente). 
Podem ser do tipo: transformadores, que fornecem CA; retificadores, que 
fornecem CC; geradores, que podem fornecer CC ou CA; e inversores, que 
fornecem CC. Devem oferecer uma corrente estável e permitir a regulagem 
da tensão e da corrente elétrica.
De acordo com o revestimento do eletrodo, o processo de soldagem pode 
ser realizado em:
 � corrente Alternada (CA), que permite a soldagem em distâncias maiores 
por conta de uma menor queda de tensão ao longo do cabo de ligação;
 � corrente Contínua (CC), que possui maior estabilidade do arco e melhor 
qualidade de depósito. 
Soldagem por eletrodos revestidos14
Além disso, ainda podem ser trabalhados como:
 � corrente contínua eletrodo negativo (CCEN ou CC-) (direct current 
electrode negative), que se trata de polaridade reversa, ou seja, ligação 
dos cabos elétricos para soldagem a arco com corrente contínua, onde 
o eletrodo é o polo negativo e a peça é o polo positivo do arco elétrico. 
Essa configuração resulta em uma maior taxa de fusão do eletrodo;
 � corrente contínua eletrodo positivo (CCEP ou CC+) (direct current 
electrode positive), que se trata de polaridade direta, ou seja, ligação 
dos cabos elétricos para soldagem a arco com corrente contínua, onde 
o eletrodo é o polo positivo e a peça é o polo negativo do arco elétrico. 
Essa configuração resulta em uma maior inserção do cordão de solda. 
A Figura 7 ilustra ambos os tipos de ligação (CC+ e CC-).
Figura 7. Corrente de soldagem CCEN à direita, e CCEP à esquerda.
Fonte: Carvalho (1999).
Porta-eletrodo ou alicate (electrode holder): trata-se do utensilio empre-
gado para fixar mecanicamente o eletrodo e transferir a corrente elétrica. É 
imprescindível que possua boas condições de uso, a fim de não gerar acidentes. 
Normalmente, são encontrados para correntes de 200 a 800 A, mas deve sempre 
ser dimensionado levando em consideração a corrente máxima que a fonte de 
energia pode alcançar, evitando, assim, problemas de superaquecimento. A 
correta fixação e boa isolação dos cabos é fundamental para que os riscos de 
choque sejam minimizados. As garras podem ser de ferro cobreado, bronze/
latão ou liga de cobre, e normalmente permite a fixação do eletrodo em três 
ângulos diferentes, por exemplo 0°, 45° e 90°. O material do punho, a alavanca 
e os isolantes costumam ser de polímero termofixo, muitas vezes reforçado com 
fibra de vidro. A Figura 8 mostra um modelo de porta-eletrodos em detalhes.
15Soldagem por eletrodos revestidos
Figura 8. Porta-eletrodos em vista expandida.
Fonte: Adaptada de Argon Soldas [201-?].
Alavanca 03-S
Capa da mola 05-S
Isolante 02-S
Isolante 08-S
Mola 04-S
Parafuso 01-S
Parafuso 09-S
Pino 06-S
Punho 10-S
02S
03S
04S
01S
05S
10S
06S
01S
08S
 
Cabos (3): são os condutores de corrente, localizados entre a fonte de 
energia e o porta-eletrodo, e entre a fonte de energia e o grampo-terra. Cabos e 
conectores devem ser mantidos em boas condições; quando gastos, estragados 
ou sem isolamento não sevem ser usados. Fabricados em cobre ou alumínio, 
os cabos possuem uma camada exterior de material isolante termoplástico de 
policloreto de vinila (PVC), para temperatura de operação no condutor de 70º C, 
resistente a abrasão. A seleção dos cabos de soldagem se dá, basicamente, pela 
informação da corrente de soldagem, devendo sempre ser dimensionado con-
siderando a corrente máxima que a fonte de energia pode alcançar. No Brasil, 
a ABNT 8762 define as especificações para o emprego de cabos extraflexíveis 
para máquinas de soldar a arco. A Tabela 4 mostra a relação entre a corrente 
empregada e o diâmetro do cabo, a fim de proporcionar maior durabilidade 
dos equipamentos. 
Soldagem por eletrodos revestidos16
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17Soldagem por eletrodos revestidos
Uma boa soldagem requer um bom aterramento. Processos com aterra-
mentos deficitários podem gerar custos extras, além de colocar em risco a 
integridade dos operadores. O grampo-terra (welding ground clamp) ou 
terminal-terra (4), é utilizado para fazer a ligação do cabo-terra até a peça. 
Pode ser de cobre ou de alumínio, fundido ou estampado. Sua fixação se dá 
por meio de parafuso ou pela pressão gerada por uma mola em seu interior, 
que devem ser fortes o suficiente para não se desprender do ponto conectado. 
Assim como o porta-eletrodo e os cabos, sua seleção deve ser feita considerando 
a corrente máxima que a fonte de energia pode alcançar.
Veja no link abaixo aplicações do processo de soldagem com eletrodo revestido para 
alguns tipos de materiais e saiba como conectar os cabos corretamente, como regular 
os parâmetros e como ter uma soldagem mais eficiente.
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and brazing procedures, welders, brazers, and welding and brazing operators. New York, 
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Soldagem por eletrodos revestidos18
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Leituras recomendadas
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Disponível em: <http://www3.esab.com.br/Revista_Solucao_200505.pdf>. Acesso 
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Soldagem por eletrodos revestidos20
http://sinaval.org.br/
http://www3.esab.com.br/Revista_Solucao_200505.pdf
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esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual 
da Instituição, você encontra a obra na íntegra.

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