PROCESSO DE SOLDAGEM PARA REVESTIMENTO EM AÇO DE BAIXO TEOR DE CARBONO

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PROCESSO DE SOLDAGEM PARA REVESTIMENTO EM AÇO DE BAIXO TEOR 
DE CARBONO. 
 
Ademir Adami Junior, Kauai Scrima Buonaccorso, Lucas Vinicios da Rosa, Luiz Otávio Gonçalves 
ademiradami.junior@gmail.com, kauai.33@hotmail.com, lucasviniciosdarosa@gmail.com e luiz_og@gmail.com 
 
 
Professora orientadora: Dra. Daniele da Silva Domingos 
 
Coordenação de curso de Engenharia Mecânica 
 
 
 
 
Resumo 
 
Este estudo tem como foco apresentar as características do processo de soldagem a fim 
de contribuir com pesquisas industriais e acadêmicas, trazendo resultados com base em cálculos 
e análise de propriedades dos materiais. Como objetivo principal, este estudo procura 
simplificar e desenvolver conhecimentos sobre aplicação de revestimentos, visando aumentar 
a vida útil do equipamento e reduzir os desgastes sobre a peça. Além de conhecimentos teóricos, 
este estudo os aplicará em processos práticos fabricando corpos de prova e revestindo-os com 
metais de diferente liga. Após a fabricação dos corpos de prova, serão executados testes 
micrográficos e de dureza sobre os mesmos. 
 
Palavras-chave: Soldagem. Aço de Baixo Teor. Revestimento. 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Com o crescimento contínuo das indústrias principalmente da metalúrgica, surgiu uma 
preocupação comum com a manutenção de máquinas e de seus componentes. O sistema de 
manutenção tornou-se um processo necessário, trazendo, em alguns casos custos expressivos 
por falta da mesma, sendo necessário desenvolver meios mais eficientes de manutenção. 
Nesse contexto, surgiu a necessidade de a engenharia focar nos erros que ocorrem 
durante a operação, no desgaste das peças e na restauração de peças, e entrelaçado a esse 
problema está a necessidade de estudar e aprimorar o processo de soldagem, pois é amplamente 
utilizado na manutenção e reparação de peças. 
 
Graduação em engenharia mecânica - Centro Universitário UNISOCIESC 
 
 
O processo de soldagem foi refinado ao longo dos anos e dividido entre suas aplicações. 
Hoje, há um grande número de processos de soldagem que podem ser divididos de 
acordo com vários critérios, incluindo a fonte de energia usada para fundir as peças, o 
metal de adição ou o tipo de proteção da poça de fusão. 
A escolha do processo de soldagem a ser utilizado deve ser analisada sob vários pontos 
de vista para garantir o seu melhor desempenho, por isso neste trabalho procuramos analisar 
algumas características nos processos de soldagem em aço carbono. 
Durante os processos de soldagem, a estrutura dos materiais da junta de solda muda 
(WELDING SOCIETY, 2011), pois este processo possui alta emissão de energia térmica 
(calor). As propriedades dos materiais soldados estão sujeitas a alterações principalmente 
durante o processo de solidificação ou resfriamento, e algumas dessas alterações nem sempre 
são desejáveis ao processo. 
Os metais e suas ligas geralmente possuem uma estrutura cristalina, ou seja, possuem 
um arranjo atômico ordenado. Para conhecer suas propriedades e mudanças em sua estrutura, é 
necessário conhecer previamente seu diagrama de fases (diagrama ferro-carbono), que 
discutiremos em detalhes a seguir. Este diagrama será estudado porque um dos aços estruturais 
mais utilizados na indústria metal mecânica é o aço ASTM A-36, que é um aço de liga ferro-
carbono e o mesmo que utilizaremos em nossas amostras. 
Os processos de soldagem MIG/MAG (Gas Metal Arc Welding) GMAW- (Gas Metal 
Arc Welding) são bem aceitos na indústria pela qualidade do cordão de solda (CALLISTER 
JUNIOR; RETWISCH, 2012, p. 135) , pela qualidade do gás de proteção utilizado durante o 
processo e pelo notável aumento de últimos anos devido à sua entrega contínua que permite a 
semi-automatização do processo de soldagem. 
Este estudo terá como foco apresentar as características do processo de soldagem a fim 
de contribuir com pesquisas industriais e acadêmicas, este trabalho apresentará um estudo 
comparativo entre processos de soldagem MIG/MAG e soldagem de aço carbono. 
As características avaliadas serão a qualidade superficial do cordão de solda, 
descontinuidades e trincas no processo de resfriamento. Para as características internas, foi 
escolhido o método de análise macrográfica, este teste é classificado como destrutivo e fornece 
informações sobre a estrutura do material, a zona termicamente afetada, a mudança de fase no 
resfriamento e solidificação, a mudança nas propriedades mecânicas devido ao aquecimento e 
resfriamento da junta de solda. (MODENESI, 2011; CIMM, 2019). 
 
 
 
 
 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
2.1. PROCESSOS DE SOLDAGEM E REVESTIMENTO 
 
 2.1.1. Soldagem de revestimento duro 
 
A soldagem dura é utilizada em aplicações com alto desgaste abrasivo e medição de 
impacto (montagem porta-faca, manga de corte, engrenagem, etc.). Essas deposições são 
normalmente feitas com camadas espessas acima de 2 mm e as multicamadas podem ser 
utilizadas para suprimir problemas metalúrgicos. Para isso, estão disponíveis eletrodos e arames 
que garantem diferentes graus de proteção contra desgaste abrasivo e erosivo (WAINER; 
BRANDI; MELLO, 2005, p. 94). 
 
O processo de revestimento duro pode ser definido como a aplicação do material por 
fusão à superfície para minimizar os efeitos do desgaste abrasivo, resultante das flutuações de 
energia no processo de erosão, cavitação e adesão (WAINER; BRANDI; MELLO, 2005). 
 
 
 2.1.2. Soldagem de revestimento de aço carbono com aço inoxidável 
 
Esta é uma aplicação muito comum na indústria. Entre as razões para esta ampla 
utilização, do lado dos aços estruturais carbono e C-Mn, está o seu menor custo em relação aos 
aços inoxidáveis austeníticos em combinação com maior resistência mecânica, principalmente 
em relação ao limite de escoamento do aço inoxidável. Sua melhor resistência à corrosão é 
necessária em aplicações onde um meio agressivo está em contato com alguma parte do 
equipamento. É, portanto, prática comum em projetar e fabricar equipamentos em aço carbono 
estrutural e, se necessário, revestir sua superfície com um material mais 
nobre.(BRACARENSE; 2014) 
 
No Brasil, isso é feito para diversos componentes hidrelétricos, incluindo partes que 
permanecem em contato com a água, como pás de turbinas, condutores e equipamentos de 
distribuição de água. O material de adição de solda do tipo 18%Cr-8%Ni é suficiente para 
 
garantir uma elevada resistência à corrosão. A única exceção é quando a área está sujeita a 
problemas de aprisionamento de materiais não metálicos ou indesejados, caso em que o uso de 
ligas específicas são mais viáveis. 
(BRACARENSE; 2014, p 46). 
 
 
 
 
 2.1.3. Processo de soldagem com Eletrodo Revestido (SMAW) 
 
Segundo Marques, Modenesi e Bracarense (2011), a soldagem manual a arco elétrico 
(SMAW ou MMA) é um processo que produz coalescência entre metais por aquecimento com 
uma estrutura elétrica criada entre o eletrodo revestido e a peça a ser soldada. A Figura 1 ilustra 
esquematicamente o processo. 
 
Figura 1– Soldagem com eletrodo revestido 
 
Fonte: Marques, Modenesi e Bracarense (2011) 
 
Um eletrodo revestido é feito de uma haste metálica chamada "núcleo" que conduz uma 
corrente elétrica e fornece material de adição para o processo de soldagem. Este núcleo é 
coberto com uma mistura de diferentes materiais em uma camada que reveste o eletrodo. O 
revestimento possui características como: 
● Estabilizar o arco elétrico; 
● Modificar a composição química do cordão de solda adicionando elementos de liga e 
removendo impurezas; 
 
● Proteger contra a contaminação da atmosfera pela formação de gases e uma camada de 
escória; 
● Dar tanto ao eletrodo quanto à solda certas propriedades operacionais, mecânicas e 
metalúrgicas. 
 
 
 
A capacidade de formular inúmeras químicas torna este processo ideal para 
revestimento e oferece grande versatilidade em termos de metais que podem ser soldados.Além 
disso, os custos deste processo são baixos em comparação com outros processos devido aos 
equipamentos necessários e é possível aplicá-lo mesmo em locais de difícil acesso ou em 
espaços abertos expostos ao fluxo de ar (MARQUES; MODENESI; BRACARENSE, 2011 p. 
78 ). 
No entanto, a desvantagem deste processo é sua baixa produtividade em comparação 
com outros processos de soldagem, como soldagem a arco submerso (SAW) ou arco elétrico 
blindado a gás (GMAW). Outra limitação é a maior demanda por habilidades de soldador, 
exigindo qualificação na execução do processo de soldagem. 
 
A soldagem SMAW é amplamente utilizada na soldagem em campo ou em altura, por 
exemplo, em estaleiros e na montagem de estruturas metálicas (MARQUES; 
MODENESI; BRACARENSE, 2011, p. 85). 
 
É um processo de soldagem manual que permite sua aplicação em uma ampla gama de 
metais como aço carbono, aço de baixa, média e alta liga, aço inoxidável, ferro fundido, 
alumínio, cobre e níquel. Metais de baixo ponto de fusão como chumbo, estanho e zinco e 
metais refratários ou altamente reativos como nióbio, molibdênio, titânio e zircônio não são 
soldáveis com eletrodo revestido (MARQUES; MODENESI; BRACARENSE, 2011; 
DALLOS, 2018,p. 92). 
Os elementos e componentes da soldagem GMAW manual são geralmente a fonte de 
alimentação, cabos dos alicates de eletrodos, porta eletrodos e outras ferramentas como escovas 
e picadores para remoção de escória. 
A AWS (American Welding Society) é a principal autoridade na classificação e 
padronização de eletrodos revestidos. No Brasil, as normas mais utilizadas são da AWS, embora 
muitos fabricantes de eletrodos também dependam de outras normas como DIN (Deutsches 
 
Institut für Normung) ou ISO (International Organization for Standardization) dependendo da 
aplicação do eletrodo revestido. A figura 2 abaixo apresenta um pouco da classificação: 
 
 
 
 
 
 
Figura 2– Classificação dos eletrodos norma DIN 8555 
 
Fonte: Modenesi; Bracarense, (2011) 
 
De acordo com a American Welding Society (2010) e American Welding Society 
(2011a) nas Normas A5.13 e A5.21, a classificação de eletrodos para revestimentos é baseada 
na composição do depósito não diluído, exceto para eletrodos de carboneto de tungstênio. 
 
 2.1.4. Soldagem MIG/ MAG 
 
A soldagem é realizada por um arco elétrico criado entre o fio nu alimentado 
continuamente e a peça de trabalho. A proteção da poça de fusão é realizada pelo gás que escoa 
pela boca concentricamente com o arame (MACHADO, 2007,p. 92). 
GMAW (soldagem MIG/MAG) é um processo de soldagem gerado a partir do contato 
de um eletrodo consumível com o metal base. O processo é utilizado com a blindagem de um 
gás de proteção fornecido externamente e sem a aplicação de pressão (AWS D1.1 
STRUCTURAL WELDING CODE-STEEL, 2004, p. 316). 
 
É considerado um processo semiautomático, pois a alimentação do eletrodo é 
normalmente realizada mecanicamente por um alimentador motorizado, enquanto o soldador 
se encarrega de iniciar e parar o processo, além de movimentar a tocha durante o processo. 
 
 2.1.5. Parâmetros de soldagem para revestimento 
 
A maioria dos revestimentos são aplicados por soldagem a arco elétrico usando 
eletrodos de fusão. A diluição é de grande importância neste processo de fabricação e todas as 
variáveis do processo de soldagem devem ser consideradas. Muitas dessas variáveis requerem 
um controle mais rigoroso durante a aplicação do revestimento (AMERICAN WELDING 
SOCIETY, 2011) 
Na soldagem manual de eletrodo revestido, os principais parâmetros operacionais dos 
revestimentos são: Corrente elétrica, tipo de corrente (polaridade), tensão, velocidade de 
soldagem, tipo e diâmetro do eletrodo, técnica de soldagem e posição do soldador. 
 
A corrente de soldagem aumenta à medida que o comprimento do eletrodo diminui 
durante o processo. A polaridade e o tipo de corrente afetam as dimensões e a forma 
da poça de fusão, a transferência do metal de adição e a estabilidade do arco. A 
polaridade e o tipo de corrente também são indicados pelo fabricante do eletrodo 
(MARQUES; MODENESI; BRACARENSE, 2011, p.68). 
 
Manter o comprimento do arco na faixa correta é importante para uma solda aceitável. 
Um comprimento muito curto causa um arco interrompido que tende a criar fios estreitos e 
côncavos. Um arco longo, por outro lado, causa um arco sem direção e concentração, respingos 
e pouca proteção, o que promove a formação de poros indesejados. Uma recomendação é que 
o comprimento do arco seja de 0,5 a 1,1 vezes o diâmetro do núcleo do eletrodo revestido 
(MARQUES; MODENESI; BRACARENSE, 2011, p. 65). 
A velocidade do processo de soldagem deve ser parametrizado de forma que o arco fique 
ligeiramente à frente da poça de fusão, velocidades muito altas levam a um cordão estreito com 
pouca penetração, rebaixamento, aparência ruim e escória de difícil remoção no cordão de 
solda. Uma velocidade muito baixa, por outro lado, cria um cordão muito largo com penetração 
excessiva consecutivamente aumentando a zona termicamente afetada. Reduzir a velocidade de 
soldagem reduzirá a quantidade de metal base que será derretido, o que aumentará a quantidade 
de metal adicionada ao revestimento por unidade de tempo e distância assim a diluição será 
menor. A redução na diluição deve-se à mudança na forma e espessura do cordão e ao fato de 
 
que a intensidade do arco é aplicada à poça de fusão e não ao metal base. (MELLOR, 2006; 
AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011b, p. 54). 
 
 2.2. DESGASTE DOS COMPONENTES: RESISTÊNCIA E CARACTERÍSTICAS 
 
A maior causa de tempo de inatividade para manutenção é o desgaste em componentes 
de aço macio e aço de baixa liga. Segundo Rijeza Metalurgia (2019), o principal tipo de desgaste 
destes materiais é a abrasão, que consiste em partículas sólidas empurradas contra uma 
superfície sólida. Essas partículas são responsáveis pelo desgaste elevado dos eixos do 
equipamento e geralmente são provenientes do próprio fluido de lubrificação. 
O desgaste por abrasão é um dos mais comuns em equipamentos de indústrias como 
agricultura, mineração, siderurgia e celulose. Isso porque esses segmentos processam materiais 
em grande quantidade e apresentam partículas sólidas em suspensão ou as próprias peças 
sofrem atrito durante o processo. A figura 3 abaixo retrata estes atritos: 
 
Figura 3 – Desgaste abrasivo em elementos
 
Fonte: Rijeza Metalurgia (2019) 
Com a grande maioria dos componentes fabricados com ligas de menor custo, como 
aços carbono, é necessária uma maneira de mitigar o desgaste. Uma das formas de reduzir 
custos e até mesmo aumentar a vida útil desses componentes é aplicar revestimentos metálicos 
nesses materiais para suportar o desgaste abrasivo (RIJEZA , 2019) 
 
 2.2.1.Resistência ao desgaste por abrasão 
 
Segundo Gregolin (1990), o desgaste é considerado um fenômeno de superfície com a 
remoção gradual e indesejada de material da superfície. No entanto, o grande número de termos 
usados para descrever os processos de desgaste muitas vezes dificulta a discussão dos 
problemas causados por ele (ZUM GAHR, 1987, p. 43). 
 
Os mecanismos de desgaste podem ser brevemente classificados como desgaste térmico, 
desgaste químico e desgaste mecânico. O desgaste térmico é descrito como a fusão local da 
superfície causada pelo atrito, podendo também ser o desgaste de materiais frágeis, onde 
ocorrem fraturas causadas por choques térmicos. O desgaste químico envolve principalmente o 
crescimento de um filme de reações químicas, que é mecanicamente acelerado por atrito e às 
vezes é chamado de desgaste triboquímico (KATO, 2005, p. 23). 
O desgaste mecânico é causado principalmente pelos processos de deformação e fratura. 
O processo de deformação desempenha um papel essencial no desgaste geral de materiais 
dúcteis, e o processo de fratura é mais importante no desgaste de materiais com altatenacidade. 
O desgaste mecânico pode ser dividido por processo ou mecanismo: cavitação, fadiga, erosão, 
adesão e abrasão. O desgaste por cavitação ocorre como resultado da explosão de bolhas de gás 
durante a interação entre a superfície e o líquido, causado por mudanças bruscas de pressão. O 
desgaste por fadiga ocorre como resultado do estresse intermitente e cíclico entre as superfícies 
em contato umas com as outras. O desgaste erosivo é a remoção de material de uma superfície, 
que pode ser causado pelo impacto de partículas sólidas, gotículas de líquido, cavitação e faíscas 
elétricas. O desgaste por adesão, por outro lado, resulta do contato deslizante entre duas 
superfícies rugosas que transferem partículas sólidas de uma superfície para outra ao contato 
(GREGOLIN, 1990; RIBEIRO, 2004; KATO, 2005). 
O desgaste abrasivo é causado pelo deslocamento de partículas abrasivas sob tensão na 
superfície. Basicamente, existem três micromecanismos de ação abrasiva: ranhura, microcorte 
e microfissuração, sendo os dois primeiros recorrentes em materiais dúcteis e o último em 
materiais com alta tenacidade (GREGOLIN, 1990; RIBEIRO, 2004; KATO, 2005). 
Já a ranhura, é resultado da ação de partículas abrasivas deformando plasticamente a 
superfície do material. O material acumulado na frente da partícula flui para as duas bordas 
laterais da ranhura, mas não causa perda de massa durante sua formação. No entanto, a remoção 
do material ocorre após a interação de várias partículas abrasivas com a superfície. A Figura 4 
mostra um diagrama ilustrativo do desgaste por goivagem abrasiva (RIBEIRO, 2004). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4 – Desgaste abrasivo por sulcamento 
 
 
Fonte: Gregolin (1990) 
 
O microcorte é a criação de resíduos movendo partículas abrasivas através de uma 
superfície, quando as tensões de cisalhamento aplicadas são altas o suficiente para causar 
rachaduras. Na Figura 5 encontra-se um esquema mostrando o desgaste abrasivo microcorte 
(RIBEIRO, 2004). 
 
 
Figura 5 – Desgaste abrasivo por microcorte 
 
Fonte: Gregolin (1990) 
 
Já a microfissuração é o processo de fragmentação de superfícies frágeis pela formação 
e crescimento de trincas, como resultado da ação de partículas abrasivas. É um processo 
complexo e diferentes mecanismos de desgaste podem ocorrer em combinação com a remoção 
de material em menor escala do que o microcorte. A Figura 6 mostra um esquema ilustrativo 
do desgaste abrasivo de cavacos (GREGOLIN, 1990; RIBEIRO, 2004). 
 
 
 
Figura 6 – Desgaste abrasivo por micro trincamento 
 
 
Fonte: Gregolin (1990) 
 
Outra forma de classificação do desgaste abrasivo pode ser dada pela interação entre os 
corpos durante a abrasão, tratando-se de duas subdivisões: abrasão entre dois corpos e abrasão 
entre três corpos. A Figura 7 mostra o atrito entre 2 corpos (A) e o atrito entre 3 corpos (B). 
 
Figura 7 – Desgaste abrasivo entre dois corpos (A) e três corpos (B) 
 
Fonte: Zum Gahr (1987) 
 
 
O desgaste por abrasão entre dois corpos (Figura A) ocorre quando uma superfície 
rugosa, ou seja, contendo saliências ou partículas abrasivas presas ao corpo, desliza sobre a 
superfície sujeita ao desgaste sem movimento relativo entre as próprias partículas. Processos 
de usinagem, como a retificação, podem ser considerados como contato abrasivo entre dois 
corpos, por mais intencional que seja. Já para o desgaste por abrasão de três corpos (Figura B), 
este ocorre pela ação de abrasivos soltos embutidos entre as superfícies de contato, com 
movimento relativo entre elas, além da rotação conforme deslizam sobre a superfície desgastada 
(ZUM GAHR, 1987; GREGOLIN, 1990). 
Entretanto, para o desgaste de três corpos, dois casos devem ser considerados: o 
primeiro, quando a distância entre as superfícies é da mesma ordem do tamanho do grão 
abrasivo; segundo, a distância entre as duas superfícies é maior que o tamanho do grão abrasivo, 
 
podendo haver várias camadas de partículas abrasivas entre as superfícies (ZUM GAHR, 1987; 
GREGOLIN, 1990). 
Mesmo para o segundo caso, quando partículas livres deslizam sobre uma única 
superfície, considera-se um caso de atrito de três corpos. Em geral, o desgaste tri-body ocorre 
frequentemente em situações onde o lubrificante é empoeirado, em processos de britagem de 
rochas, equipamentos industriais e agrícolas (ZUM GAHR, 1987; GREGOLIN, 1990). 
Uma forma de reduzir e mitigar o desgaste abrasivo dos metais é a aplicação de 
revestimentos por soldagem. Os revestimentos podem ter propriedades diferentes dependendo 
do material qual o revestimento é composto, portanto, os revestimentos soldados são aplicáveis 
não apenas ao desgaste abrasivo, mas também a outros tipos de desgaste. Um revestimento duro 
é aplicado porque possui alta dureza e resistência ao desgaste por abrasão, geralmente devido à 
formação de carbonetos (ZUM GAHR, 1987; GREGOLIN, 1990). 
 
 2.3. AÇO-CARBONO 
 
As ligas de aço carbono são ligas metálicas nas quais o ferro e o carbono são os 
principais componentes, podendo conter também manganês, magnésio, molibdênio, níquel, 
cobre, cromo, vanádio e tungstênio. A concentração de carbono no aço pode chegar a 2,11%, 
mas na maioria das ligas comerciais e industriais essa concentração é normalmente inferior a 
1,00% (CALLISTER JUNIOR; RETWISCH, 2012). 
Ao adicionar outros elementos para modificar a microestrutura e obter novas 
propriedades mecânicas, os aços carbono tornam-se ligados. Os aços carbono podem ser 
classificados de acordo com a quantidade de carbono presente na liga como: I) aços baixo 
carbono; II) aços com teor médio de carbono e; III) aços com alto teor de carbono (CALLISTER 
JUNIOR; RETWISCH, 2012) 
Os aços de baixo carbono são geralmente produzidos com menos de 0,25% de carbono 
e não respondem ao tratamento térmico para formar martensita, mas a resistência pode ser 
aumentada por trabalho a frio. As microestruturas consistem em ferrita e perlita, o que lhes 
confere baixa dureza, resistência e alta ductilidade e tenacidade. São aços usináveis, soldáveis 
e com custos de produção mais baixos, com aplicações, por exemplo, em carrocerias de veículos 
e perfis estruturais (CALLISTER JUNIOR; RETWISCH, 2012). 
Os aços médios de carbono têm uma concentração de carbono entre 0,25% e 0,60% e 
podem ser tratados termicamente, mas não possuem carbono suficiente para serem 
endurecíveis. A adição de cromo, níquel e molibdênio melhora a capacidade dessas ligas de 
 
serem tratadas termicamente, criando diferentes combinações de resistência e ductilidade. 
Quando tratados termicamente, tornam-se mais duráveis que os aços de baixo carbono, mas 
perdem a tenacidade e a ductilidade mencionadas anteriormente. São aplicados em trilhos 
ferroviários, virabrequins, peças de máquinas e peças estruturais com alta resistência à abrasão 
e tenacidade (CALLISTER JUNIOR; RETWISCH, 2012) 
Os aços de alto carbono, por outro lado, possuem um teor de carbono entre 0,60% e 
1,40%. São os mais duros e duráveis, mas também os menos maleáveis. A maioria é usada no 
estado endurecido e revenido, com alta resistência ao desgaste e capaz de manter arestas afiadas. 
 
Matrizes e aços ferramenta são obtidos pela adição de cromo, vanádio, molibdênio e 
tungstênio à liga para formar aços de alta liga e carbonetos extremamente duros 
(Cr23C6, V4C3, WC) e resistentes ao desgaste. Aços de alto carbono também são 
aplicados em facas, discos de corte, molas, lâminas de serra e fios de alta resistência 
(CALLISTER JUNIOR; RETWISCH, 2012, p. 52). 
 
A Society of Automotive Engineers (SAE), o American Iron and Steel Institute (AISI) 
e a American Society for Testing and Materials (ASTM) classificam e especificam aços e outras 
ligas. Essa especificação, denominada SAE/AISI, consiste em um número de quatro dígitos, 
onde os dois primeiros dígitos indicam o tipo de liga e os dois últimos dígitos indicam a 
quantidade de carbono(CALLISTER JUNIOR; RETWISCH, 2012). 
 
 
 2.3.1. Propriedades mecânicas dos aços 
 
Pode-se dizer que o elemento que tem maior influência nos aços carbono e aços liga é o 
próprio carbono, pois é o principal fator formador de microestruturas e propriedades. No aço 
inoxidável, o cromo é o principal agente, seguido pelo níquel, devido às propriedades 
eletroquímicas desses metais, que após a oxidação formam uma película protetora que aumenta 
a resistência à corrosão.(CALLISTER JUNIOR; RETWISCH, 2012; INFOMET, 2019a; 
INFOMET, 2019b) 
As propriedades mecânicas atribuídas aos aços são derivadas de uma análise do seu 
comportamento de absorção de energia. Os mais vistos são: 
 
● Elasticidade: Pode-se dizer que o comportamento elástico de um determinado material 
é sua capacidade de retornar à sua forma e dimensões originais quando uma carga de 
tração ou compressão é removida. 
 
● Plasticidade: O comportamento plástico de um material ocorre quando ele não consegue 
recuperar sua forma e dimensões originais após ser submetido a tensões que ultrapassam 
o limite do regime elástico, resultando em deformação permanente. 
● Resiliência: É a capacidade de um material absorver energia durante o modo elástico, 
ou seja, quando a deformação ocorre no modo elástico. Pode-se dizer que um material 
com deformação elástica difícil é um material rígido. 
● Resistência: É a capacidade de um material absorver energia até quebrar. A energia 
máxima ocorre quando o material se rompe e é a soma das energias do modo elástico e 
do modo plástico. 
● Ductilidade: É a capacidade de um material se deformar plasticamente até quebrar, 
quanto maior a deformação que sofrer no modo plástico, mais dúctil será esse material. 
 
Em geral, a ductilidade refere-se a cargas de tração e ductilidade a cargas de compressão. 
Um material que quebra sem sustentar uma carga significativa no regime plástico é chamado 
de frágil. Existem também propriedades relacionadas ao processo de fabricação, como 
usinabilidade, maleabilidade e soldabilidade, além do tratamento térmico, como 
temperabilidade. 
Em termos de soldabilidade, pode ser descrita como a relativa facilidade com que uma 
solda satisfatória é feita mantendo as propriedades do metal base após a soldagem sem 
alterações prejudiciais na microestrutura. Um material com boa soldabilidade deve apresentar, 
após a soldagem, tensões internas não excessivas e propriedades mecânicas semelhantes ao 
material base soldado, como ductilidade, tenacidade e resistência mecânica (MODENESI, 
2011; CIMM, 2019). 
 
 2.4. APLICAÇÃO DE REVESTIMENTO EM AÇOS 
 
O revestimento é definido como a aplicação de uma camada ou camadas de metal a uma 
superfície por soldagem, brasagem ou pulverização térmica para obter as propriedades ou 
dimensões desejadas. Este processo é utilizado em aços para atender requisitos como resistência 
à corrosão, resistência ao desgaste e controle dimensional, ou para fornecer propriedades 
metalúrgicas necessárias que o material a ser revestido não possui. 
Os diferentes tipos de revestimentos de superfície são classificados como cladding, 
overlay, spread e aplicação de buttering. Quando aplicados por soldagem, os materiais 
 
utilizados para aplicação dessas superfícies geralmente são obtidos a partir de ligas consumíveis 
na forma de arame, tubo, fita ou pó. 
o selecionadas para aplicação com base nas propriedades que serão adicionadas à 
superfície. (MODENESI, 2011; CIMM, 2019) 
 
 2.4.1. Revestimento (Cladding) 
 
Um processo de revestimento é normalmente usado para aplicar ou revestir a superfície 
de um material em um substrato. Os aços carbono e de baixa liga geralmente são revestidos 
com um revestimento espesso para aumentar a temperatura e a resistência à corrosão. Nesse 
caso, a resistência mecânica do revestimento não é levada em consideração durante a produção 
da peça (AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
Normalmente, o revestimento é aplicado por soldagem por eletrodo revestido (SMAW) 
ou soldagem por arco submerso (SAW). Também pode ser soldagem a arco elétrico blindado a 
gás (GMAW) ou arame tubular (FCAW), que também utiliza gás de proteção. Os metais clad 
estão disponíveis como eletrodos revestidos, varetas, eletrodos em tira, fios sólidos e tubulares 
(AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
 
 
 
 2.4.2. Revestimento para acréscimo dimensional 
 
É um método de revestimento no qual um material de revestimento é aplicado para 
alterar ou restaurar as dimensões ou a forma de uma peça, em vez de aumentar a resistência ao 
desgaste ou à corrosão. A composição e as propriedades do metal revestido são geralmente 
semelhantes ao metal base. Isso é especialmente importante para peças que terão um tratamento 
térmico pós-soldagem como têmpera, é de extrema importância que a composição do 
revestimento seja o mais próximo possível do metal base (AMERICAN WELDING SOCIETY, 
2011). 
 
 2.4.3. Amanteigamento (Buttering) 
 
Em muitas aplicações, o propósito da lubrificação com manteiga é satisfazer as 
considerações metalúrgicas, como a aplicação de um revestimento em uma peça para torná-la 
 
menos propensa a quebras. Um exemplo é a aplicação de aço de baixo carbono a aço de alto 
carbono para reduzir o teor geral. O amanteigamento também pode ser usado para criar uma 
transição entre metais com diferentes coeficientes de expansão que serão submetidos às mesmas 
temperaturas de ciclo de serviço (AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
 
 
 2.4.4. Revestimento duro (Hardfacing) 
 
A soldagem pode ser aplicada de forma manual, semiautomática, mecanizada e 
automática, incluindo processos de soldagem com eletrodo revestido (SMAW), arco elétrico 
blindado a gás (GMAW), arco submerso (SAW), fio fluxado (FCAW) e spray térmico sistemas 
como, por exemplo, spray de arco (ASP) e spray de plasma (PSP). 
Revestimentos duros também podem ser aplicados por processos de soldagem a arco de 
tungstênio não consumível (GTAW) e processos de metalização por chama de alta velocidade 
(HVOF). Os metais de solda estão disponíveis como eletrodos revestidos, varetas, tiras de 
eletrodos, pastas, pós, fios sólidos e tubulares (AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
As propriedades mais importantes dos revestimentos duros são dureza, resistência à 
abrasão, resistência ao impacto, resistência à erosão, resistência a altas temperaturas e 
resistência à corrosão, geralmente obtidas pela formação de carbonetos de tungstênio e cromo 
na microestrutura do material (WELDING SOCIETY, 2011). 
A resistência à abrasão é a razão mais comum para a aplicação de revestimentos duros. 
Existe uma estreita correlação entre dureza e resistência ao desgaste, mas dureza e teor de liga 
(às vezes usados erroneamente como critério) nem sempre são um índice confiável de 
resistência ao desgaste. A melhor abordagem para selecionar um revestimento adequado é 
identificar os fatores de desgaste prioritários e, em seguida, compará-los com diferentes ligas 
de revestimento e testar esses fatores em ambientes e condições controladas. Abaixo estão os 
fatores a serem identificados:(AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
 
● Tipo e propriedades dos elementos abrasivos encontrados (dureza, geometria de corte, 
granulometria e resistência); 
● Taxa de impacto; 
● O valor do apoio fornecido ao depósito; 
● Níveis de carga; 
● A natureza da carga (tração, compressão ou cisalhamento); 
 
● Temperatura de operação e condições ambientais significativas. 
 
Os dados usados para avaliação, seja em serviço, em testes de desempenho ou em 
laboratório, devem ser examinados criticamente. Os próprios testes devem fornecer resultados 
reprodutíveis correlacionados com o desempenho do serviço (AMERICAN WELDING 
SOCIETY, 2011). 
Ligas contendo carboneto de tungstênio, carboneto de tungstênio vanádio ou carboneto 
de cromo são normalmente usadas para resistir ao desgaste por abrasão de baixa tensãodevido 
à dureza fornecida pelos carbonetos. No caso de desgaste de retificação, materiais resistentes 
podem superar materiais de alta dureza porque é comum que ocorra desgaste de alta tensão e 
impacto ao mesmo tempo. Um grupo de ligas de manganês austenítico, ferros martensíticos e 
aços endurecíveis ao ar são comumente usados para lidar com essas combinações de desgaste 
e impacto(AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
Devido às altas cargas de tração e altas cargas de impacto, a seleção de materiais 
resistentes ao desgaste em frestas também pode valorizar a tenacidade em detrimento da dureza 
extrema. Os componentes a serem revestidos devem ser maciços, robustos e resistentes o 
suficiente para resistir à fratura frágil de revestimentos frágeis, mas resistentes ao desgaste 
abrasivo. Nesses casos, os revestimentos duros podem proporcionar uma economia 
significativa de custos (AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
Às vezes, no entanto, as condições são tão severas que é necessária uma grande 
tenacidade, mesmo no material de revestimento. Nesses casos, recomenda-se uma liga de 
manganês austenítica para o metal base e revestimento, substituindo as áreas desgastadas por 
um aço manganês adequado. No entanto, esses reparos são complementados com hastes, chapas 
e outras formas da mesma liga (AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
 
 2.4.5. Ligas para revestimento 
 
Não existe uma liga de tamanho único para revestimento duro, mas a maioria das 
aplicações são ligas projetadas para materiais à base de ferro, como o aço. Essas ligas podem 
ser ainda divididas de acordo com sua microestrutura. Cada tipo de microestrutura tem uma 
resistência melhor a uma determinada forma de desgaste do que outra ou até mais 
econômica(AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
O teor de carbono em ligas de ferro fundido duro é o elemento que mais afeta suas 
propriedades. Quando o teor de carbono é limitado a cerca de 0,3% e o teor total de elementos 
 
de liga como cromo, manganês e molibdênio é limitado a cerca de 5%, as propriedades 
metalúrgicas das ligas de solda se comportam de forma semelhante aos aços de alta resistência 
e baixa liga(AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
Nesses casos, as microestruturas resultantes são ferríticas durante o resfriamento lento, 
mas as microestruturas bainíticas e martensíticas são formadas durante o resfriamento rápido 
após a soldagem. Essas ligas são frequentemente usadas para aumentos dimensionais em 
componentes desgastados, fornecendo um substrato com tenacidade e resistência à compressão 
relativamente altas e resistência razoável ao desgaste por deslizamento metal-metal. 
Rachaduras após a soldagem podem ser evitadas pelo pré-aquecimento à temperatura ambiente 
a cerca de 150°C, dependendo da quantidade de carbono presente (AMERICAN WELDING 
SOCIETY, 2011) 
Quando o teor de carbono está entre cerca de 0,35% e 0,8% e o teor total da liga 
(geralmente cromo, manganês, molibdênio e níquel) é limitado a cerca de 5%, a solda é 
principalmente martensítica. Se forem usadas temperaturas muito altas de pré-aquecimento e 
pós-soldagem entre 260°C e 430°C, a microestrutura pode não se tornar martensítica. 
Essas ligas geralmente requerem pré-aquecimento a 120°C ou mais para obter uma 
deposição livre de trincas. Eles têm melhor resistência ao desgaste por deslizamento metal-
metal do que as ligas de baixo carbono usadas para upsizing, mas a tenacidade é menor após a 
soldagem. Depósitos martensíticos desse tipo são frequentemente, mas nem sempre, revenidos 
entre 425°C e 650°C, melhorando a tenacidade, mas com perda de dureza e resistência ao 
desgaste (MELLOR, 2006; AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
O aumento do teor de elementos de liga leva a aços ferramenta. Este grupo também 
possui uma microestrutura martensítica e contém cerca de 0,25% a 0,6% de carbono e 6% a 
12% de metais de liga (principalmente Cr). Além do cromo, eles também podem conter 
quantidades significativas de tungstênio, molibdênio, vanádio, ou alguma combinação dos 
mesmos. Estes últimos elementos conferem propriedades de cura secundárias ao revestimento 
aplicado. Depósitos de aço ferramenta geralmente requerem pré-aquecimento de 200°C a 
315°C para evitar rachaduras. Antes da têmpera, ela deve ser resfriada lentamente até cerca de 
120°C para que a transformação de austenita em martensita seja completa(AMERICAN 
WELDING SOCIETY, 2011). 
Durante o processo de têmpera, carbonetos de liga enriquecidos com tungstênio, 
molibdênio e vanádio são precipitados para manter ou até aumentar a dureza. Essas 
composições mantêm sua dureza em temperaturas próximas à temperatura de revenimento. Isso 
 
está provando ser útil para resistência ao desgaste e à deformação em matrizes de forjamento e 
aplicações semelhantes (AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
Em ligas de alto C e Cr, para uma composição de cerca de 2% a 3% de carbono e 5% a 
30% ou mais de metais de liga (contendo principalmente cromo), a microestrutura formada 
consiste em uma matriz de austenita dendrítica com carbonetos dispersos. Os carbonetos são 
mais duros que a martensita e proporcionam resistência à abrasão, enquanto a austenita 
proporciona tenacidade. Essas composições são mais úteis quando o desgaste é uma 
combinação de abrasão e impacto. Em composições acima de 3% e até cerca de 4% de carbono 
com cerca de 13% a 30% ou mais de metais de liga (contendo principalmente cromo), são 
formados depósitos com dureza limitada, mas boa resistência ao desgaste. São utilizados em 
revestimentos aplicados em equipamentos de manuseio de chorume, cinzas volantes ou 
materiais arenosos secos (AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011, p. 70). 
Composições com teor acima de 4% a quase 7% de carbono e com 15% a 35% de metais 
de liga, também contendo principalmente cromo, são formadas por carbonetos primários 
maciços em uma matriz de austenita eutética. Os carbonetos primários são geralmente 
encontrados em partículas do tipo M7C3 em regiões ricas em cromo e aparecem como grandes 
hastes hexagonais na microestrutura. 
No entanto, também é possível encontrar carbonetos do tipo M6 C e M3 C. superiores 
em certas ligas de ferro com alto teor de cromo. São utilizados em sinos de alto-forno, 
equipamentos de manuseio de cimento e qualquer outro equipamento com desgaste abrasivo 
pesado (MELLOR, 2006; AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
De acordo com a porcentagem de carbono e metais de liga presentes na composição do 
mancal, é possível construir um diagrama resumindo a evolução das microestruturas em 
aplicações de revestimentos duros. A Figura 8 mostra um diagrama que ilustra a aplicação de 
revestimentos duros para ligas de ferro, mas também é possível visualizar os efeitos da 
diluição(AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
Por exemplo, uma liga com 4,5% de carbono e 25% de cromo produziria carbonetos 
primários no metal de solda com baixa diluição. Mas na taxa de diluição de 40% do aço carbono 
obtida por soldagem por submersão, a primeira camada consistiria apenas em cerca de 2,7% de 
carbono e 15% de cromo. Como resultado, uma microestrutura de austenita seria formada, 
semelhante à Figura 8 “A”. A resistência à abrasão desta primeira camada em aço carbono seria 
substancialmente menor do que a de uma solda com menor afinamento utilizando o mesmo 
material, ainda que a tenacidade aumentasse (AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
 
 
 
Figura 8 – Diagrama das aplicações de revestimento duro de acordo com a composição 
 
Fonte: Adaptado de American Welding Society (2011) 
 
No gráfico da Figura 8 fica evidente o efeito do percentual de carbono na composição 
da liga, de modo que o percentual influência na aplicação. Por exemplo, as ligas de revestimento 
aplicadas em desgaste abrasivo, tanto severo como moderado, são ligas com teores de carbono 
elevados (AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
 
 2.4.6. Deposição de revestimento 
 
Segundo Marques, Modenesi e Bracarense (2011), a soldaé “um processo de união de 
materiais baseado na criação de forças de ligação química de natureza semelhante às que se 
enfraquecem no interior dos próprios materiais, na área de ligação entre os materiais que são 
unidos." A soldagem pode ser feita por fusão ou pressão, sendo a soldagem fusível o método 
mais utilizado nos processos de soldagem. 
No caso de revestimentos de soldagem, não há juntas ou chanfros no processo. Neste 
caso, o metal de adição é aplicado à superfície da peça. Por esta razão, este tipo de procedimento 
requer considerações especiais que não são necessárias na soldagem de juntas. Por exemplo, a 
composição química e as propriedades mecânicas do revestimento são muitas vezes muito 
diferentes do metal base. Além disso, uma área relativamente grande do metal base é coberta 
pelo revestimento, o que afeta mais intensamente a microestrutura do metal . Outra 
 
característica inerente ao processo de revestimento é que é necessário o mínimo possível de 
metal de solda para o revestimento, e a diluição entre o metal base e o metal depositado deve 
ser mínima para evitar penetração excessiva (AMERICAN WELDING SOCIETY, 2011). 
 
 2.4.7. Controle da diluição 
 
Provavelmente, a maior e principal diferença entre o revestimento e a soldagem de topo 
é que a diluição é a maior preocupação com o revestimento. A Figura 9 mostra um perfil típico 
de cordão de solda e representa o cálculo de diluição.(AMERICAN WELDING SOCIETY, 
2011b). 
 
 
 
 
 
 
Figura 9 – Perfil típico de um cordão de solda. 
 
Fonte: Adaptado de American Welding Society (2011b) 
 
A composição e as propriedades dos metais de revestimento são fortemente afetadas 
pela diluição e, portanto, a quantidade de diluição que será alcançada após cada processo de 
soldagem deve ser levada em consideração para selecionar corretamente a combinação de 
material de revestimento e processo de soldagem desejado. (SOCIEDADE AMERICANA DE 
SOLDA, 2011). 
Isso pode ser demonstrado no processo de revestimento de aço inoxidável SMAW em 
aço de baixa liga. Este processo pode ter uma taxa de diluição de 15 a 50% após as primeiras 
duas ou três demãos. Assim, se um eletrodo E308 (19% de cromo e 9% de níquel) fosse usado 
em aço de baixa liga ou aço carbono na diluição de 30%, a primeira camada consiste de apenas 
 
70% de revestimento inoxidável, cerca de 13% de cromo e 6% de níquel.(AMERICAN 
WELDING SOCIETY, 2011). 
 
 
 
 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Neste capítulo serão apresentados os eletrodos utilizados na aplicação de revestimentos 
ao metal base e a preparação de amostras para o processo de soldagem de eletrodos revestidos. 
Serão demonstrados métodos de cálculo de taxa de diluição e aporte de calor, bem como 
procedimentos de teste de microdureza e micrografia óptica para medição do cordão de solda. 
 
 3.1. MATERIAIS 
 
O aço ASTM A36 foi utilizado como metal base para a aplicação do revestimento contra 
corrosão química, o qual foi soldado utilizando arame de solda ER 316LSI. 
Segundo TechnoAlloys (2016), o arame sólido de aço inoxidável denominado ER 
316LSI é um material de adição com baixo teor de carbono com resistência a grandes níveis de 
corrosão química. Altamente indicado para métodos de preenchimento em superfícies e em 
soldas “cladding”, cujo à uma sobreposição entre cordões de solda. 
A escolha do material base deve-se à sua ampla gama de aplicação e ao seu uso comum 
na indústria metal-mecânica, grande parte de tubulações, tanques e estruturas que comportam 
ácidos são fabricadas neste material. O ASTM A36 é um aço de grande versatilidade, tendo em 
vista sua boa soldabilidade, é um material cujo as propriedades mecânicas não são grandemente 
defasadas durante o processo de soldagem. 
O material de adição ER 316LSI expurga impurezas para a superfície do cordão de 
solda, evitando que sejam geradas porosidades e outras descontinuidades no processo de 
soldagem, além de sua ampla faixa de temperatura de trabalho que, segundo Delacor Soldas 
(2019), pode variar de -120 °C até 400 °C. 
Como agente de proteção de soldagem foi utilizado o gás para solda Corgon 25, este gás 
é composto por uma mistura de dióxido de carbono e argônio. Este gás de proteção é 
recomendado pelo fabricante para uso conjunto com o material de adição ER 316LSI. 
 
 
 3.2. MÉTODOS 
 
Os métodos de fabricação empregados nos corpos de prova estão descritos no 
fluxograma 1, no mesmo é possível analisar o fluxo dos processos utilizados. 
 
Fluxograma 1 - Processo de fabricação 
 
 
Fonte: Os autores (2022) 
 
 3.2.1 Corte do Corpo de Prova 
 
 A matéria prima cujo os corpos de prova foram fabricados é proveniente de uma tira de 
chapa com dimensões de 100x1200x14 mm, logo, a mesma deveria ser cortada em um tamanho 
satisfatório para amostragem, sendo este 100x65x14mm. 
 
Posteriormente o corpo de prova sofrerá uma análise de dureza no corpo de prova, sendo 
assim, caso o método escolhido para corte gerar muito calor ele poderia afetar nos resultados 
das análises, o que geraria incerteza na análise posterior a solda. 
Levando em consideração que o processo de corte não poderia afetar termicamente o 
material, o método escolhido para corte foi a serra fita, já que este processo não gera calor 
suficiente para prejudicar o material. 
 
3.2.2 Preparação de Superfície 
 
Na superfície cujo será realizado o cordão de solda havia carepas de laminação, assim 
como oxidação e outros contaminantes que podem ser prejudiciais para o processo de soldagem. 
Para realizar a remoção do excesso de contaminantes foi utilizada uma esmerilhadeira 
com disco de desbaste, tanto a face onde será realizado o preenchimento de solda quanto às 
faces adjacentes foram esmerilhadas, este processo pode ser observado na imagem 1. Após o 
processo de esmerilhamento foi realizado o lixamento da superfície, foi utilizada a mesma 
máquina, porém, desta vez com um disco de lixa com grão 40, este lixamento, que é 
representado na imagem 2 garante uma superfície lisa e com menor rugosidade, evitando assim 
impurezas. 
 
Imagem 1 - Superfície esmerilhada 
 
Fonte: Os autores (2022) 
 
 
 
Imagem 2 - Superfície lixada 
 
Fonte: Os autores (2022) 
 
 
Levando em consideração que o processo de soldagem será manual, o soldador pode 
encontrar dificuldade em manter os cordões de solda paralelos e lineares, sendo assim, foram 
realizadas marcações superficiais utilizando um disco de corte. Estas marcações consistem em 
linhas com 2,5 mm de largura e 2 mm de profundidade, estas foram gravadas paralelamente 
uma com a outra com distanciamento de 6mm entre elas. 
Após a finalização dos processos, foi realizada uma limpeza com um solvente universal 
thinner, este solvente é responsável por remover quaisquer resquícios de acúmulo de óleo ou 
outros contaminantes líquidos e sólidos. 
 
3.2.3 Soldagem 
 
O processo de soldagem escolhido para este estudo foi o MAG (GMAW), este processo 
garante uma alta rentabilidade, boa deposição de material e baixo custo de execução, além de 
exigir um menor nível de conhecimento técnico para ser executado. 
Existem algumas variáveis que precisam ser definidas para poder realizar um cordão de 
solda que gere confiabilidade. As variáveis que precisam ser analisadas neste processo são: I) 
 
Metal base e material de adição e II) Parâmetros de soldagem. Os materiais escolhidos para 
realizar os corpos de prova serão os denominadores dos parâmetros de soldagem, sendo assim, 
o fabricante do arame providencia os parâmetros indicados para realizá-la. 
Os parâmetros utilizados para realização da solda variam de acordo com a precisão de 
parametrização da máquina e capacidade do soldador. Os parâmetros necessários para a 
soldagem MAG com o arame ER 316LSI com 1,2 mm de espessura são: corrente que irá variar 
entre 100 e 300 A, tensão que irá variar entre 15 e 29 V e velocidade de alimentação do arameque irá variar entre 3 a 14 m/min. 
Foram realizados testes em chapas sacrifício para alcançar uma melhor regulagem de 
parâmetros, os valores obtidos foram 230 A para corrente, 28 V para tensão e 10 m/min para 
velocidade de alimentação do arame. Para garantir que o regulador de parâmetros da máquina 
de solda estava funcionando corretamente, foi utilizado um alicate amperímetro para 
conferência. 
O procedimento de soldagem consistiu em duas etapas principais, sendo elas, a 
soldagem das arestas adjacentes e soldagem de preenchimento da superfície. A soldagem das 
arestas consistem em realizar um cordão de solda em torno de toda a área de soldagem, este 
cordão de solda irá ser responsável por delimitar o preenchimento, assim como evitar eventuais 
falhas no início ou final de cada cordão de solda. Já o preenchimento, é executado utilizando o 
método “Cladding”, este método consiste no revestimento utilizando cordões filetados e 
sobrepostos, a sobreposição dos cordões de solda é de aproximadamente 40%. 
A imagem 3 e os anexos 1 e 2 demonstram o processo de soldagem sendo realizado, a 
imagem 3 e o anexo 1 representam respectivamente os processos de solda do preenchimento e 
das arestas, já o anexo 2 é um vídeo do processo de soldagem sendo realizado. 
 
Imagem 3 - Processo de soldagem do preenchimento 
 
Fonte: Os autores (2022) 
 
 
O resfriamento do processo de solda foi realizado da maneira natural, sem quaisquer 
agentes para amenizar ou acelerar a redução de temperatura, pois grande parte dos 
revestimentos são realizados em campo, sendo assim não há como realizar submersão em cal 
ou outros agentes que amenizam o resfriamento da peça. O método de resfriamento aplicado 
pode gerar trincas no cordão de solda, principalmente no final da penetração do cordão de solda. 
 
3.2.4 Corte e Preparação de Seção 
 
Finalizado o processo de soldagem, o corpo de prova foi cortado para a realização das 
análises. Novamente, não foram utilizados métodos que podem gerar uma grande geração de 
calor na peça, sendo assim, foi utilizado o corte de serra fita, conforme a imagem 4. 
 
 
Imagem 4 - Corte de seção para análises 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os autores, 2022. 
 
Após o corte a peça foi enviada para uma empresa terceirizada que se responsabilizou 
por realizar o polimento da face cortada. O polimento foi realizado utilizando lixas 100, 280, 
600, 800, 1200 e posteriormente foi utilizada uma roda de pano com uma politriz para finalizar 
o acabamento espelhado. A imagem 5 demonstra a peça já polida. 
 
 
 
 
Imagem 5 - Face de análise polida 
 
Os autores, 2022. 
 
4. RESULTADOS 
 
4.1 CÁLCULO DE APORTE TÉRMICO 
 
Para calcular o aporte térmico de acordo com a fórmula 1, foi considerado o valor de 
corrente (I) de 230 A para todas as condições. A duração de cada cordão de solda foi 
cronometrada para calcular a velocidade de soldagem (v). Considerando uma distância 
percorrida igual ao comprimento da lagarta (65 mm) e o tempo de execução do cordão de solda 
aproximado de 27 s, obteve-se uma velocidade média de soldagem igual a 2,40 mm/s. Como o 
processo de soldagem GMAW é realizado manualmente, sabe-se que a tensão (V) é fixa e a 
corrente (I) é variável durante a soldagem em função da distância do eletrodo à peça. 
A tensão foi verificada durante o processo por meio de um alicate amperímetro, 
registrando a tensão mínima e máxima durante cada passagem para calcular uma tensão média 
igual a 28 V. O valor de eficiência térmica (n) é tabelado conforme norma, considerando o 
processo de soldagem GMAW, este valor é igual a 90%. 
 
Fórmula 1 – Cálculo de aporte térmico. 
 
 
Os autores, 2022. 
 
 
Com o valor do aporte térmico é possível calcular a entrada total de calor na peça, para 
isto, é necessário calcular o comprimento total de soldagem. O comprimento da solda das 
arestas pode ser obtido a partir do comprimento delas, ao somar as duas arestas de 110 mm e 
as duas arestas de 65mm, obtém-se um comprimento de 350 mm. Já o comprimento do 
revestimento, pode ser obtido multiplicando o comprimento de 65mm pela quantidade de 
cordões de solda que é 20 cordões, obtendo assim 1300 mm. Somando os dois comprimentos e 
multiplicando pela quantidade de J/mm, é possível calcular o valor de entrada de calor igual a 
3,985 MJ. 
 
4.2 ANÁLISE DE MICROGRAFIA ÓTICA 
 
Para analisar a taxa de diluição do cordão de solda, foram realizados testes micrográficos 
utilizando um procedimento metalográfico padrão (esmerilhamento e polimento) conforme 
indicado na imagem 6 e obtenção de imagens de perfil das soldas utilizando um estereoscópio 
binocular. As áreas de penetração do cordão de solda e as áreas de reforço foram então medidas 
e as taxas de desbaste foram estimadas. 
 
Imagem 6 – Micrografia atacada com nital 3%, aumento 6,7x 
 
 
Fonte: Relatório de Análise de Material 872, Schulz Compressors (2022) 
#oamorvenceu 
 
O teste de microdureza é realizado no Durômetro Hansen - 3000. Para a análise do 
revestimento, foram feitas medições colocadas aleatoriamente na superfície do corpo de prova 
e calculadas as médias, os resultados gerados e convertidos a partir deste processo foram de 
187 HBW. Em relação à análise da zona afetada pelo calor (ZTA), o perfil de dureza das 
 
amostras foi realizado através de 5 medições aleatoriamente espaçadas, nesta área foi medido 
um valor de dureza igual a 202 HBW. 
O teste de micrografia óptica realizado nos corpos de provas foi responsável por medir 
a profundidade da penetração do cordão de solda. Houve uma grande variação nos pontos cujo 
foi realizada a medição, as espessuras variaram entre 3 mm e 7 mm. Esta variação ocorreu por 
dois principais fatores, sendo eles a falta de capacidade do soldador e a máquina de solda 
utilizada para realizar o processo não foi capaz de manter todos os parâmetros durante a 
execução, variando assim a corrente e a tensão aplicada. 
Durante a análise micrográfica tornou-se visível a presença de microtrincas no ponto 
final da penetração referente ao metal base, conforme é possível analisar na imagem 7. Estas 
descontinuidades foram geradas provavelmente pelo processo de resfriamento da peça, tendo 
em vista que a mesma não foi resfriada lentamente conforme o fabricante recomenda. 
 
Imagem 7 - Micrografia sem ataque, aumento 50x (Detecção de trinca) 
 
 
Fonte: Relatório de Análise de Material 872, Schulz Compressors (2022) 
 
4.3 DISCUSSÕES 
 
Embora os procedimentos tenham sido realizados com gabaritos para repetibilidade no 
dimensionamento do cordão, a velocidade de soldagem foi controlada manualmente e é afetada 
pelo erro humano. 
No entanto, pode-se observar que os valores médios calculados de aporte de calor foram 
semelhantes, indicando que não houve mudança brusca na energia de soldagem entre os 
processos. Talvez isso se deva ao uso de gabaritos para controlar a oscilação durante o 
 
movimento de tecelagem e também porque cada cordão criado foi cronometrado para ajudar a 
controlar a velocidade de soldagem. 
Uma pequena variação deve-se à necessidade de ajuste manual durante a execução, pois 
devido à sobreposição lateral no processo de soldagem do revestimento, sabe-se que a taxa de 
diluição final gerada no revestimento é menor que a dos cordões individuais. 
Afim de evitar quaisquer problemas relacionados a trincas e microtrincas internas no 
material, deve-se realizar um processo lento de resfriamento, este processo pode ser, por 
exemplo, a completa submersão da peça sobre cal, fazendo com que agentes externos como o 
vento não acelerem o processo de resfriamento. 
 Os ensaios de dureza e micrografia óptica descritos anteriormente foram para análise do 
cordão de solda em si, não havendo ligações diretas à proteção contra corrosão gerada pelo 
procedimento de revestimento. Abaixo está uma experiência anterior da empresa que fabricou 
os corpos de prova, esta experiênciaauxiliou ao melhor compreendimento da durabilidade do 
revestimento. 
 Esta espessura de corpo de prova, modelo do material de adição e variáveis de soldagem 
foram escolhidas com base em trabalhos já realizados pela empresa que auxiliou durante o 
processo de fabricação dos corpos de prova. Estas escolhas foram realizadas para promover a 
comparação e análise a longo prazo do revestimento, pois as mesmas já foram aplicadas em 
outras peças anteriormente. 
 No ano de 2018 foi realizado o processo de soldagem de revestimento em tubulações 
para ácido de limpeza de corrosão em chapas. Este ácido é extremamente agressivo em aços de 
liga SAE 10XX e ASTM A36, logo torna-se necessário realizar o revestimento que consiga 
resistir a este elevado desgaste. Para fins de comparação, o tubo com espessura de 12,7 mm 
sem qualquer revestimento é perfurado pelo ácido após 2 semanas de uso constante, enquanto 
o tubo preenchido com somente 01 camada de aproximadamente 6 mm do revestimento com o 
arame ER 316LSI pôde resistir durante 1,5 anos de uso constante. 
 Esta diferença do tempo de vida útil do equipamento deixa claro que o revestimento é 
uma necessidade caso a peça seja fabricada em aço de baixo teor de carbono. Porém, se a 
resistência provida pelo material de aço inoxidável da liga 316 é o suficiente, o que impede de 
fabricar o equipamento diretamente com este aço? 
O que impede é o custo, já que o preço da matéria prima de aço inoxidável é muito mais 
elevado que o preço do revestimento. A fim de quantificar esta diferença de preço, foi realizado 
um orçamento para fabricar uma peça igual ao corpo de prova já em aço inoxidável e outro 
 
revestindo-o com a solda, a diferença de valores foi de aproximadamente 19%, sendo a peça 
revestida com o custo inferior à peça fabricada já em aço carbono. 
Apesar de reduzir o custo, revestir uma peça utilizando soldagem tem pontos negativos, 
o principal ponto é a alteração na estrutura do metal base e a deformação da geometria da peça. 
Levando em consideração a quantidade de calor que uma peça recebe durante a 
soldagem e sua geometria, é possível dizer que o processo de revestimento pode não ser 
aplicável, isto por conta do excesso de calor, que pode alterar as propriedades do metal base e 
também alterar a geometria da peça. Tomando como exemplo o revestimento de chapas pouco 
espessas, a soldagem não se torna viável, já que a própria deformação da chapa causaria trincas 
nos cordões de solda. 
 
CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
A união de peças metálicas é de fundamental importância na indústria metalmecânica, 
tanto no setor produtivo quanto no setor de manutenção. Compreender a coalescência entre 
metais visa melhor aplicar os processos de soldagem. 
No decorrer deste trabalho foram levantados vários pontos importantes em relação aos 
parâmetros e processos de soldagem, buscou-se uma comparação entre diferentes materiais, 
essa comparação questionou a qualidade superficial do cordão de solda, descontinuidades 
dentro da solda e alterações de junta causadas pelo processo de soldagem. 
O processo de soldagem abrange uma ampla gama de tópicos e abordar todos os seus 
aspectos exigiria um estudo mais aprofundado. Nesse contexto, decidiu-se avaliar 
bibliograficamente as questões pertinentes ao trabalho em questão. A preparação das amostras 
e sua preparação para os testes foram essenciais para entender alguns dos resultados, como as 
marcas do polimento ou as manchas da solução ácida nas peças. 
Conclui-se que quanto maior a concentração de perlita, maior a dureza do material, e o 
aumento da ferrita aumenta a tenacidade. Em relação ao material de adição, tivemos 
composições de perlita e ferrita muito semelhantes nas amostras, mas a identificação nos 
processos MIG e MAG confere a esta amostra menor tenacidade do que outros processos. Na 
linha de fusão, é possível identificar uma região de granulação grossa onde sua tenacidade é 
comprometida devido ao crescimento de grão e pela presença de perlita (grãos escuros), sendo 
esta seção mais propícia a trincas. 
As descontinuidades encontradas são resultado da contração do material devido à 
diferença de densidade entre suas fases líquida e sólida. De um modo geral, não há classificação 
 
entre um processo e outro no que diz respeito à qualidade da microestrutura, e o processo de 
resfriamento tem mais influência em relação a descontinuidades ou problemas relacionados à 
soldagem. 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Os autores agradecem aos instrutores e à instituição de ensino pela orientação e 
qualidade não só das competências lecionadas, mas como na contribuição extracurricular para 
a elaboração deste artigo. Além da instituição, os agradecimentos se estendem aos familiares e 
amigos dos autores que nos auxiliaram em todo o momento durante a trajetória universitária 
dos mesmos. 
Devidos agradecimentos ao instrutor Oscar Ivan da Rosa Neto pelo conhecimento e 
auxílio fornecido durante este projeto e agradecemos também a coordenadora Daniele da Silva 
que nos orientou e instruiu durante esta importante fase de nossa formação acadêmica. 
 
REFERÊNCIAS 
 
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ANEXOS 
 
Anexo 1 - Soldagem das arestas adjacentes 
 
Fonte: Os autores (2022) 
 
 
Anexo 2 - Vídeo do processo de soldagem 
 
https://youtu.be/PlDXbO5xFMkFonte: Os autores (2022) 
. 
https://youtu.be/PlDXbO5xFMk